Reizungsgesetze erregbarer Gewebe

«Alles-oder-Nichts»-Gesetz

Dieses Gesetz beschreibt, wie die Gewebeantwort von der Stärke des applizierten Reizes abhängt (bei Verwendung von kurzen Rechteckimpulsen).

• Erreicht oder überschreitet der Reiz das Schwellenniveau (überschwelliger Reiz), wird ein Aktionspotential (AP) generiert. Dabei bleibt dessen Amplitude stets konstant und steigt bei weiterer Erhöhung der Reizstärke nicht an („Alles“-Prinzip).
• Bleibt der Reiz unter der Schwelle, entsteht lediglich eine lokale Antwort (lokales Potential). Dessen Amplitude steigt mit zunehmender Reizstärke schrittweise (graduell) an, jedoch kommt es zu keiner sich ausbreitenden Erregung („Nichts“-Prinzip).

Kraft-Zeit-Gesetz

Das Gesetz zeigt den Zusammenhang zwischen der Reizstärke (Amplitude) und der Reizdauer. Die Beziehung ist dabei invers: Je kürzer die Einwirkzeit, desto stärker muss der Reiz sein, um eine Erregung auszulösen.

Diese Abhängigkeit wird durch die Hoorweg-Weiss-Lapicque-Kurve dargestellt. Jeder Punkt auf dieser Kurve entspricht einem Schwellenwert für eine bestimmte Reizdauer. Links der Kurve findet keine Erregung statt (subliminale Zone), rechts davon schon (supraliminale Zone).

Anhand dieser Kurve werden die Grundparameter der Erregbarkeit bestimmt:

1. Rheobase – die minimale Stromstärke, die bei unendlich langer Einwirkzeit eine Antwort auslösen kann.
2. Minimal nützliche Zeit – die Zeitdauer, in der ein Strom der einfachen Rheobase eine Erregung auslöst.
3. Chronaxie – die Zeit, die ein Strom der doppelten Rheobase benötigt, um ein AP zu initiieren. Sie wird mit einem Chronaximeter gemessen, da sie die Erregbarkeit präziser als die Rheobase widerspiegelt (bei skelettösen Menschenmuskeln sind dies Millisekunden, bei glatter Muskulatur bis zu Zehntelsekunden).

Akkommodationsgesetz

Entdeckt von E. du Bois-Reymond. Es besagt, dass für das Entstehen einer Erregung die Anstiegsgeschwindigkeit (Steilheit) des Reizes entscheidend ist. Das Gewebe besitzt die Fähigkeit, sich an eine langsame Zunahme der Stromstärke zu adaptieren (zu akkommodieren).

Steigt der Strom abrupt an, entsteht ein Aktionspotential. Steigt er langsam an, erhöht sich die Reizschwelle schrittweise (das kritische Depolarisationsniveau verschiebt sich). Infolgedessen haben Natriumkanäle Zeit zu inaktivieren, während Kaliumkanäle aktivieren. Die Depolarisation erreicht das kritische Niveau nicht, und es wird lediglich eine lokale Antwort ausgebildet, selbst wenn die finale Stromstärke hoch ist.

Pflügersches Polgesetz

Beschreibt den Einfluss von Gleichstrom auf die Erregbarkeit in Abhängigkeit von der Polarität der Elektroden.

• Beim Schließen des Stromkreises entsteht die Erregung unter der Kathode (negative Elektrode).
• Beim Öffnen des Stromkreises unter der Anode (positive Elektrode).

Unter den Elektroden verändert sich zudem die initiale Erregbarkeit des Gewebes. Zu Beginn der Stromeinwirkung steigt sie unter der Kathode an (Katelektronus) und sinkt unter der Anode ab (Anelektronus). Bei längerem Stromfluss kehrt sich die Situation jedoch um: Unter der Kathode kommt es zu einer Depression (Erregbarkeitsminderung) und unter der Anode zu einer Exaltation (Erregbarkeitssteigerung).

Fragen aus Vorlesungen und Prüfungen

Was es zum Thema noch zu wiederholen gibt

• Phasen der Membranpotentialänderung bei langsamem Stromanstieg (Kurvenanalyse)
• Unterschiede in der Akkommodationsgeschwindigkeit verschiedener Nervenfasertypen
• Die lokale Antwort und ihre Eigenschaften im Vergleich zum Aktionspotential
• Mechanismen der kathodischen Depression und anodischen Exaltation

Weitere Themen des Kapitels „Allgemeine Eigenschaften, Membranpotenziale, Reizungsgesetze, Erregbarkeit und Hemmung“

Das Material wurde von Dozenten von WhiteCoat Pro nach dem Lehrplan medizinischer Hochschulen erstellt. Es hat Bildungscharakter.