Erregungsleitung. Unter Erregungsleitung verstehst du die Weiterleitung elektrischer Signale in Nerven-oder Muskelzellen. Du kannst zwei Formen der Erregungsleitung unterscheiden, die kontinuierliche Erregungsleitung und die saltatorische Erregungsleitung. Schauen wir uns die zwei unterschiedlichen Arten der Erregungsleitung jetzt genauer an. In marktlosen Axonen, also Axonen ohne Myelinscheiden, erfolgt eine kontinuierliche Erregungsleitung.
Die Axone sind also nicht isoliert. Schauen wir uns das Ganze jetzt Schritt für Schritt an. In diesem Bereich des Axons hat bereits ein Aktionspotential stattgefunden. Die Ladung innerhalb des Axons ist bereits wieder negativ. Da die spannungsgesteuerten Natriumkanäle jedoch im Moment nicht aktivierbar sind, kann hier kein neues Aktionspotential ausgelöst werden.
Dieser Bereich des Axons befindet sich in der Refraktärphase. Die Natriumkanäle weiter in Richtung der Endknöpfchen des Neurons sind jedoch noch erregbar. Dieser Natriumkanal ist geöffnet. Hier wurde also ein Aktionspotential ausgelöst. Das Innere in diesem Bereich des Axons ist positiv geladen.
Der Axonabschnitt ist also erregt. Ein Abschnitt noch etwas weiter in Richtung der Endknöpfchen ist gänzlich unerregt. Hier sind die Natriumkanäle geschlossen, jedoch noch aktivierbar. Das Innere des Axons ist negativ geladen.
Auf der Innenseite der Membran entsteht so ein positiv geladener Bereich, der von zwei negativ geladenen Bereichen umgeben wird und dementsprechend an der Außenseite ein negativ geladener Bereich, der von zwei positiv geladenen Bereichen begrenzt ist. Da diese Ladungsunterschiede nun ausgeglichen werden sollen, strömen Ionen an der Außen-und auch an der Innenseite der Membran in entgegengesetzt geladene Bereiche. Die Ionen folgen also dem elektrochemischen Gradienten.
Diese Ausgleichsströme polarisieren nun auch die Nachbarbereiche des Axons und lösen dort neue Aktionspotenziale aus. Diese entstehen jedoch nur in Richtung der Endknöpfchen, da sich die vorherigen Membranbereiche noch in der Refraktärphase befinden. Das haben wir ja gerade schon gesehen.
Die Natriumkanäle sind also noch kurzzeitig inaktiv. Da die Aktionspotenziale nicht bloß vom Axonhügel bis in die Endknöpfchen wandern, sondern in jedem Abschnitt nach dem Alles-oder-Nichts-Gesetz neue Aktionspotenziale entstehen, schwächt die Erregung also trotz weiterer Entfernung vom Axonhügel nicht ab. Die Erregungsleitung läuft in Axon ohne Markscheiden also kontinuierlich ab. Sind Axone durch Myelinscheiden isoliert, findet eine saltatorische, also springende Erregungsleitung statt.
Die Bereiche des Axons, die nicht myelinisiert, also nicht isoliert sind, bezeichnest du als Schnürringe. Die spannungsgesteuerten Ionenkanäle befinden sich bei myelinisierten Axonen ausschließlich an diesen Schnürringen. Wenn sich dort ein Aktionspotential durch das Erreichen des Schwellenpotentials bildet, breitet es sich durch die Ausgleichsströme bis zum folgenden Schnürring aus. An diesem wird dann erneut ein Aktionspotential ausgelöst.
Die Erregung scheint also entlang des Axons von Schnürring zu Schnürring zu springen. Die Ausgleichsströme, die entstehen, fließen sehr viel schneller als ein Aktionspotential, weshalb die Geschwindigkeit bei der saltatorischen Erregungsleitung so hoch ist. Wichtig ist noch, dass du weißt, dass je dicker die Myelinscheide ist, desto schneller auch die Leitungsgeschwindigkeit ist. Schauen wir uns die beiden Arten der Erregungsleitung noch einmal im direkten Vergleich an.
Der Ablauf. Bei der kontinuierlichen Erregungsleitung entstehen durch Ausgleichsströme in Richtung der Endknöpfchen Stück für Stück neue Aktionspotenziale. Bei der saltatorischen Erregungsleitung werden durch Markscheiden die Ausgleichsströme sprunghaft weitergeleitet.
Nur an den freiliegenden Schnöringen entstehen so neue Aktionspotenziale. Die Geschwindigkeit der kontinuierlichen Erregungsleitung ist mit 1 m pro Sekunde sehr, sehr langsam, während die bei der saltatorischen Erregungsleitung mit bis zu 100 Metern pro Sekunde sehr, sehr schnell abläuft. Die kontinuierliche Erregungsleitung kommt vor allem bei Wirbellosen vor, zum Beispiel bei Schnecken oder Tintenfischen.
Die saltatorische Erregungsleitung vor allem bei Wirbeltieren, also auch bei Menschen.