Über kurze Entfernungen kann die Erregung von Nervenzellen elektrotonisch weitergeleitet werden. In der Netzhaut zum Beispiel erfolgt die Erregungsleitung von den Photorezeptoren zu den Ganglienzellen (über die Fortsätze der Horizontal-, Bipolar- und Amacrinenzellen) durch "spikefreie" Erregungsübertragung. Aktionspotenziale (Spikes) entstehen erst in den Ganglienzellen.

In Axonen von Nervenzellen erfolgt die Weiterleitung der Erregung nicht elektrotonisch, sondern durch die Fortleitung von Aktionspotenzialen.

Je nachdem, ob das Axon myelinisiert ist oder nicht, unterscheidet man zwei verschiedene Weisen:

1. Kontinuierliche Erregungsleitung:

Hier wird der Impuls durch das Axon von Abschnitt zu Abschnitt übertragen, indem der vorhergehende Abschnitt ein Aktionspotenzial an den benachbarten, noch nicht erregten Abschnitt weiterleitet. Der vorhergehende Abschnitt ist bereits in der Repolarisationsphase, während der neu erregte Abschnitt schon seine Permeabilität ändert, um selbst ein AP zu erreichen. Diese Form der Weiterleitung ist sehr langsam (max. 30 m/s) und findet sich bei Nerven, die die inneren Organe versorgen, recht häufig.

2. Saltatorische Weiterleitung:

Um diese Nervenzellen befindet sich eine Schwann-Zelle (Schwann'sche Zelle, Schwann'sche Scheide, Markscheide), die von Ranvier-Schnürringen unterbrochen ist. Hier kann nun ein AP von Schnürring zum nächsten oder übernächsten Schnürring springen. Diese Weiterleitung ist um einiges schneller (max. 120 m/s). Nach der Geburt fehlen die Markscheiden, bilden sich aber im Laufe der Kindheit heran.

Generelle Funktionsweise

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Eine unerregte Nervenzelle hat ein Ruhepotential von -70mV. Ein Reiz bewirkt jedoch eine Spannungsänderung um 90mV, die als Aktionspotential bezeichnet wird. Hat der elektrische Impuls über das Axon die Synapsenendknöpfchen erreicht, wird er an eine Drüsen-, eine Muskel- oder andere Nervenzellen weitergeleitet. Dazu wird aus den Vesikeln Transmitter ausgeschüttet, der den synaptischen Spalt passiert und auf die Membran der Nachbarzelle trifft, welche die Erregung aufnimmt und verarbeitet oder weiterleitet.

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