Typische Fehler

So wird es oft notiert: „K⁺-Ionen diffundieren durch die Zellmembran nach außen.“

Richtig ist: Die Lipiddoppelschicht ist für geladene Teilchen praktisch undurchlässig, weil ihr Inneres hydrophob ist. Ionen gelangen nur durch Tunnelproteine: K⁺ durch K⁺-Kanäle, Na⁺ durch Na⁺-Kanäle, gegen das Gefälle durch Pumpen. Genau deshalb bestimmt die Zahl offener Kanäle, welche Ionen fließen.

So wird es oft notiert: „Beim Aktionspotenzial pumpt die Na⁺-K⁺-Pumpe Na⁺ in die Zelle, danach pumpt sie K⁺ wieder hinaus.“

Richtig ist: Das AP entsteht durch spannungsgesteuerte Ionenkanäle: Na⁺ strömt passiv entlang seines Gefälles ein, danach strömt K⁺ passiv aus. Die Na⁺-K⁺-Pumpe arbeitet ständig und in umgekehrter Richtung (3 Na⁺ hinaus, 2 K⁺ hinein); sie ist viel zu langsam für ein AP und hält nur die Konzentrationsgefälle aufrecht.

So wird es oft notiert: „Im Ruhezustand fließen keine Ionen über die Membran.“

Richtig ist: Auch in Ruhe strömt K⁺ durch Leckkanäle aus und Na⁺ in geringem Maß ein. Das Potenzial bleibt konstant, weil die Na⁺-K⁺-Pumpe die Ionen unter ATP-Verbrauch zurückbefördert: Ein- und Ausstrom jeder Ionenart sind gleich groß. Ohne Energiezufuhr bricht das Ruhepotenzial langsam zusammen.

So wird es oft notiert: „Ein stärkerer Reiz löst ein höheres Aktionspotenzial aus.“

Richtig ist: Das AP folgt dem Alles-oder-Nichts-Prinzip: Unterschwellige Reize lösen keines aus, jeder überschwellige Reiz ein stets gleich hohes. Die Stärke eines länger anhaltenden Reizes wird am Axon über die AP-Frequenz codiert — mehr APs je Sekunde, nicht größere.

So wird es oft notiert: „Während des AP strömt so viel Na⁺ ein, dass innen danach mehr Na⁺ ist als außen.“

Richtig ist: Für die Umpolung genügt die Verschiebung eines winzigen Bruchteils der Ionen direkt an der Membran. Die Konzentrationen innen und außen ändern sich bei einem AP praktisch nicht; die Gefälle bleiben erhalten und werden langfristig von der Na⁺-K⁺-Pumpe gesichert. Deshalb kann ein Axon Tausende APs hintereinander bilden.

So wird es oft notiert: „Die Refraktärzeit ist die Hyperpolarisation: Weil das Potenzial so negativ ist, entsteht kein neues AP.“

Richtig ist: Die absolute Refraktärzeit beginnt schon während der Depolarisation, weil die spannungsgesteuerten Na⁺-Kanäle nach dem Öffnen inaktiviert werden; sie reicht bis in die Repolarisation. Die Hyperpolarisation entsteht durch langsam schließende K⁺-Kanäle und fällt nur mit einem Teil der relativen Refraktärzeit zusammen, in der ein stärkerer Reiz wieder ein AP auslöst.

So wird es oft notiert: „Bei der saltatorischen Erregungsleitung wird die Myelinscheide erregt und leitet das AP weiter.“

Richtig ist: Die Myelinscheide besteht aus Membranlagen von Gliazellen; sie isoliert das Axon und enthält keine spannungsgesteuerten Kanäle. Unter ihr fließen nur Ausgleichsströme im Axon. Neue APs entstehen ausschließlich an den Ranvier-Schnürringen, wo die Axonmembran frei liegt und dicht mit Na⁺-Kanälen besetzt ist.

So wird es oft notiert: „Wird die Muskelfaser gereizt, läuft die Erregung über die Endplatte zurück ins Motoneuron.“

Richtig ist: Ein AP kann sich zwar entlang eines Axons in beide Richtungen ausbreiten, wenn man es in der Mitte reizt. An der chemischen Synapse ist jedoch Schluss: Transmitter-Vesikel gibt es nur im präsynaptischen Endknöpfchen, Rezeptoren nur in der postsynaptischen Membran. Eine Übertragung von der Postsynapse zurück ist deshalb nicht möglich.

So wird es oft notiert: „Acetylcholin wandert durch den Spalt in die Muskelfaser und löst dort das AP aus.“

Richtig ist: ACh bindet außen an die Rezeptoren der postsynaptischen Membran; diese sind ligandengesteuerte Ionenkanäle. Durch die geöffneten Kanäle strömt Na⁺ ein, nicht das ACh. Das ACh bleibt im Spalt und wird dort von der Acetylcholinesterase in Acetat und Cholin gespalten; Cholin wird ins Endknöpfchen zurückgeholt.

So wird es oft notiert: „Das Endplattenpotenzial ist das Aktionspotenzial der Muskelfaser.“

Richtig ist: Das Endplattenpotenzial entsteht an ligandengesteuerten ACh-Rezeptoren. Es ist abgestuft (kleiner mit Curare) und lokal: Es breitet sich nur passiv aus und wird mit dem Abstand zur Endplatte kleiner. Erst wenn es neben der Endplatte den Schwellenwert erreicht, öffnen spannungsgesteuerte Na⁺-Kanäle, und das Muskel-AP läuft ungeschwächt über die ganze Faser.

So wird es oft notiert: „E 605 blockiert die Synapse, deshalb ist der Muskel sofort gelähmt — wie bei Curare.“

Richtig ist: Curare blockiert die ACh-Rezeptoren, Botulinumtoxin die Freisetzung: Die ACh-Wirkung fällt aus, es folgt eine schlaffe Lähmung. E 605 und Sarin hemmen dagegen die Acetylcholinesterase: ACh bleibt im Spalt, die Muskeln werden dauernd erregt und verkrampfen. Erst weil die Membran dauerhaft depolarisiert bleibt und die Na⁺-Kanäle inaktiviert sind, folgt später eine Lähmung.

So wird es oft notiert: „Die AP-Frequenz des Druckrezeptors sinkt, weil der Sinneszelle nach einiger Zeit die Energie ausgeht.“

Richtig ist: Adaptation ist eine Eigenschaft der Sinneszelle: Bei gleichbleibendem Reiz sinken Rezeptorpotenzial und AP-Frequenz. Ändert sich der Reiz, reagiert die Zelle sofort wieder mit hoher Frequenz. So werden gleichbleibende Reize ausgeblendet und Änderungen hervorgehoben; tonische Rezeptoren adaptieren langsam, phasische schnell.