Erregungsleitung in der Zelle

Die Erregbarkeit von Nerven- und Muskelzellen ist die Fähigkeit, auf einen Stimulus (Reiz) zu reagieren. Voraussetzung dafür ist das Membranpotential => eine elektrische Potentialdifferenz zwischen Zellinnerem und der umgebenden Extrazellularflüssigkeit. Das Ruhepotential beträgt etwa bis zu 70mV und die Ursache dafür ist die ungleiche Verteilung von Ionen (vor allem Kalium und Natrium) auf den beiden Seiten der Zellmembran. Diese Konzentrationsunterschiede werden durch einen aktiven, energieverbrauchenden Mechanismus aufrechterhalten.

                               Ruhepotential
Innen                                               Aussen
Na 80-100mmol/l                           Na  135-150mmol/l
K  20-30mmol/l                              K  3,5-5,5mmol/l             elektrisch 
Cl  90mmol/l                                  Cl 100-110mmol/l            neutral
                                                      HCO3  25mmol/l             0-Spannung
                          Zellmembran

Jedes Ion kann die Zellmembran nur durch ganz spezifische Ionenkanäle passieren. Die Membrandurchlässigkeit erregbarer Zellen ist für Ionen abhängig von externen Stimuli und vom Potential an der Zellmembran selbst. Bei der Reizleitung und der Erregungsweiterleitung kommt es zu einer Änderung der Durchlässigkeit der Zellmembran, zunächst für Kalium, später für Natrium. Der Kaliumausstrom aus der Zelle führt zur Depolarisation. Als Folge kann ein Aktionspotential gemessen werden. Durch den Natriumeinstrom in die Zelle wird diese repolarisiert. Danach werden die die Kalium- und Natriumionen durch die Na–K–ATPase wieder an ihren ursprünglichen Ort transportiert. Alle Lokalanästhetika wirken auf die Na–K–ATPase, d. h. Sie blockieren diese.

                             Aktionspotential
Innen                                Aussen
Na               <==== I        Na
K                  ====>II      K
Na–K–ATPaseIII         Phase der Wiederherstellung des
                   Zellmembran      Membranpotentials