Hauptunterschied – absolute vs. relative Refraktärzeit
Aktionspotential eines Nervenimpulses bezieht sich auf das Phänomen, bei dem ein Nervenimpuls über ein Neuron übertragen wird. Sie ist eine Folge des Konzentrationsunterschieds von Natrium (Na+)-Ionen und Kalium (K+)-Ionen über die Membran. Es gibt drei Hauptphasen des Aktionspotentials; Depolarisation, Repolarisation und Hyperpolarisation. Die Refraktärzeit ist die Zeit, die unmittelbar auf eine Nervenimpulsübertragung oder ein Aktionspotential folgt. Dies wird auch als charakteristische Erholungszeit eines Aktionspotentials vor dem zweiten angesehen. In der Physiologie gibt es zwei Haupttypen von Refraktärperioden; die absolute Refraktärzeit und die relative Refraktärzeit. Die absolute Refraktärzeit bezieht sich auf die Zeitspanne, in der die Natriumkanäle inaktiv bleiben. Die relative Refraktärzeit ist das Phänomen, bei dem die natriumgesteuerten Kanäle von ihrem inaktiven Zustand in den geschlossenen Zustand übergehen, der die Aktivierung der Kanäle vorbereitet. Dann erlangt die Membran die Fähigkeit, das zweite Signal für die Nervenübertragung zu initiieren. Der Hauptunterschied zwischen der absoluten und der relativen Refraktärzeit basiert auf den durch Natriumionen gesteuerten Kanälen. Die absolute Refraktärzeit ist der Zeitraum, in dem die natriumgesteuerten Ionenkanäle vollständig inaktiv sind, während die relative Refraktärzeit die Zeitspanne ist, in der die inaktiven Natriumkanäle in die aktive Form übergehen, um das zweite Signal anzunehmen.
Was ist die absolute Refraktärzeit?
Absolute Refraktärzeit bezieht sich auf den Zeitraum, in dem die Natriumionenkanäle vollständig inaktiv sind. Dies geschieht sehr schnell und spontan nach Öffnung der Natriumionenkanäle. Wenn die Natriumionenkanäle inaktiviert werden, können sie nicht sofort wieder in den aktiven Zustand zurückkehren. Daher wird die anfängliche Erholungszeit, die zur Aktivierung der Natriumionenkanäle erforderlich ist, als absolute Refraktärzeit bezeichnet. Dieser Vorgang ist ein spannungsabhängiger Vorgang. Die absolute Refraktärzeit kann 1-2 Millisekunden dauern, während die gesamte Erholungsphase etwa 3-4 Millisekunden dauert.
Während der absoluten Refraktärzeit wird kein zweites Aktionspotential ausgelöst, da die Natriumionenkanäle vollständig inaktiviert sind. Daher erfolgen während dieser Zeit keine zusätzlichen Depolarisationsreize. Die Neuronen werden während dieser Zeit nicht erregt. Somit ist die Neuronenerregbarkeit während der absoluten Refraktärzeit null.
Abbildung 01: Refraktärzeit
In Bezug auf die Frequenz des Aktionspotentials während der Nervenimpulsübertragung bestimmt die absolute Refraktärzeit die maximale Frequenz des Aktionspotentials entlang der Plasmamembran des Axons. Daher ist dies dafür verantwortlich, die obere Grenze des Aktionspotentials zu einem bestimmten Zeitpunkt festzulegen. Dieses Phänomen hat eine physiologische Bedeutung. Die absolute Refraktärzeit kann verwendet werden, um vorherzusagen, wie das Nervensystem auf verschiedene hochfrequente Reize reagiert, und um seine Auswirkungen auf verschiedene Effektororgane oder Muskeln zu bestimmen.
Was ist die relative Refraktärzeit?
Nach Abschluss der absoluten Refraktärzeit beginnen die Natriumionenkanäle zu aktivieren, was die letzte Phase der Erholungsphase darstellt. Die Natriumionenkanäle benötigen ein viel stärkeres Signal, um aus ihrem vollständig inaktiven Zustand wieder in die aktive Form zurückzukehren.
Der Zeitraum, in dem ein stärkeres Signal für die Aktivierung der Natriumionenkanäle empfangen wird, wird als relative Refraktärzeit bezeichnet. Dies macht den späteren Teil der vollständigen Refraktärzeit aus. Die Ionenpermeabilität von Kalium bleibt während der relativen Refraktärzeit über dem Wert des Ruhepotentials der Membran. Dies führt zu einem kontinuierlichen Fluss von Kaliumionen aus der Zelle. Dadurch wird der Prozess aktiviert und das zweite Signal wird eingegeben.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen absoluter und relativer Refraktärzeit?
- Sowohl die absolute Refraktärzeit als auch die relative Refraktärzeit sind Bestandteile der Refraktärzeit, die während der Nervenimpulsübertragung stattfindet.
- Sowohl die absolute Refraktärzeit als auch die relative Refraktärzeit sind abhängig von den Natrium- und Kaliumionenkanälen.
Was ist der Unterschied zwischen absoluter und relativer Refraktärzeit?
Absolute vs. relative Refraktärzeit |
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| Die absolute Refraktärzeit bezeichnet die Zeitspanne, in der die Natriumkanäle inaktiv bleiben. | Die relative Refraktärzeit ist das Phänomen, bei dem die natriumgesteuerten Kanäle von ihrem inaktiven Zustand in den geschlossenen Zustand übergehen, der die Aktivierung der Kanäle vorbereitet. |
| Stimulus | |
| Während der absoluten Refraktärzeit erzeugt der Reiz kein zweites Aktionspotential. | Während der relativen Refraktärzeit muss der Reiz stärker als üblich sein, um das Aktionspotential hervorzurufen. |
| Beteiligung von Ionenkanälen | |
| Die Natriumionenkanäle sind während der absoluten Refraktärzeit vollständig inaktiv. | Die Kaliumionenkanäle sind aktiv und der Kaliumfluss aus der Zelle findet während der relativen Refraktärzeit statt. |
Zusammenfassung – Absolute vs. relative Refraktärzeit
Die Refraktärzeit während einer Nervenimpulsübertragung wird als absolute Refraktärzeit und relative Refraktärzeit bezeichnet. Während der absoluten Refraktärzeit sind die Na+-Kanäle vollständig inaktiv und können daher kein Aktionspotential auslösen. Während der relativen Refraktärzeit durchlaufen die Na+-Kanäle eine Erholungsphase, in der sie in den aktiven Zustand übergehen. Für diesen Vorgang ist ein viel stärkerer zweiter Reiz erforderlich. Dies ist der Unterschied zwischen absoluter und relativer Refraktärzeit.
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