Entstehung des Aktionspotentials in Skelettmuskeln

Das Ruhemembranpotential einer Muskelzelle ist die Differenz der elektrischen Ladung über ihre Membran im Ruhezustand. Sie liegt typischerweise bei etwa -85 mV.

An einer neuromuskulären Verbindung, wenn das von den Axonenden freigesetzte Acetylcholin die Nikotinrezeptoren auf der motorischen Endplatte bindet, ermöglicht es den Einstrom von Natriumionen in die Muskelfaser

.

Durch diesen Einstrom wird das Membranpotential weniger negativ, was zu einer lokalen Depolarisation an der Motorendplatte führt.

Wenn diese Potentialänderung einen Schwellenwert von -50 bis -55 mV überschreitet, öffnet sie spannungsgesteuerte Natriumkanäle und löst ein Aktionspotential aus – ein sich selbst ausbreitendes elektrisches Signal.

Das Aktionspotential löst eine Depolarisationswelle aus, indem es benachbarte spannungsgesteuerte Natriumionenkanäle öffnet und das Signal entlang der gesamten Muskelfaser ausbreitet.

Nachdem die Depolarisation der Membran ihren höchsten Punkt von etwa +40 mV erreicht hat, der auch als Overshoot bezeichnet wird, schalten sich die spannungsgesteuerten Natriumkanäle ab.

Gleichzeitig öffnet das Überschwingpotential die spannungsgesteuerten Kaliumkanäle für den Austritt von Kaliumionen, wodurch die elektrische Ladung der Membran wieder auf ihr Ruhepotential abfällt. Diese Phase wird als Repolarisation bezeichnet.