Depolarisation (Physiologie)

Was bedeutet Depolarisation?

Depolarisation, auch Depolarisierung genannt, bezeichnet in der Neurologie eine Verminderung des Membranpotentials an einer Zellmembran. Das Membranpotential ist die elektrische Spannungsdifferenz zwischen dem Zellinneren und seiner Umgebung. In elektrisch erregbaren Zellen, etwa Nervenzellen, liegt im unerregten Zustand das Ruhepotential vor.

Wirkung und Ablauf

Ein Transmitter kann an einer Synapse eine Depolarisation auslösen. Bleibt sie unterschwellig, erreicht sie den Schwellenwert nicht: Das Membranpotential kehrt ohne Aktionspotential zum Ruhewert zurück. Wird der Schwellenwert erreicht, öffnen sich spannungsgesteuerte Natrium-Ionenkanäle, manchmal auch Calcium-Ionenkanäle. Dadurch wird die Depolarisation verstärkt und ein Aktionspotential ausgelöst. Dies entspricht der Erregung der Zelle, die durch weitere Aktionspotentiale an andere Zellen weitergeleitet werden kann. Ob ein Aktionspotential entsteht, wird durch das Alles-oder-nichts-Gesetz beschrieben. Eine Depolarisation kann im Experiment auch künstlich verursacht werden.

An hemmenden Synapsen kann dagegen eine Hyperpolarisation auftreten, also eine Erhöhung der Membranspannung. Sie wirkt als Gegenstück zur durch Depolarisation erzeugten Erregung.

Beträgt das Ruhemembranpotential −70 mV, ist eine Änderung um 30 mV auf −40 mV eine Depolarisation. Im Aktionspotential gilt der Spannungswechsel von −70 mV bis 0 mV als Depolarisation. Der weitere Bereich von 0 mV bis +30 mV wird Overshoot genannt. Wird anschließend das Ruhemembranpotential von −70 mV wiederhergestellt, spricht man von Repolarisation; je nach Begriffsdefinition kann dieser Vorgang alternativ auch als Hyperpolarisation bezeichnet werden.