Eine Aktionspotential-Repolarisation ist eine der Phasen, die bei der Übertragung eines Nervenimpulses auftreten. Nervenimpulse sind elektrochemische Nachrichten, die entlang eines Neurons oder einer Nervenzelle von den Dendriten zu den Endknospen des Axons gesendet werden. Die Nachrichten sollen elektrochemisch übertragen werden, weil Chemikalien im Körper bewirken, dass sich ein elektrisches Signal durch das Neuron bewegt. Die Stadien, die ein Neuron durchläuft, sind Ruhe, Aktionspotential-Depolarisation und Aktionspotential-Repolarisation.
Im Nervensystem spielen elektrisch geladene Ionen die Hauptrolle bei der Aussendung eines Nervenimpulses. Insbesondere sind die beteiligten Ionen Natrium, Kalium, Chlorid und Calcium. Natrium und Kalium haben beide eine positive Ladung von +1, während Kalzium eine positive Ladung von +2 hat. Chloridionen sind negativ geladen (-1).
Wenn ein Neuron ruht oder kein Nervenimpuls gesendet wird, kontrolliert die Zellmembran, welche Ionen sich in der Zelle befinden und welche außerhalb gehalten werden. Infolgedessen ist das Innere eines Neurons im Vergleich zu seiner Umgebung negativ geladen. Ionenkanäle und Pumpen innerhalb der Membran wirken den Diffusionseffekten der Ionen entgegen, um ein Ruhepotential von ungefähr -70 Millivolt (mV) aufrechtzuerhalten.
Damit ein Nervenimpuls gesendet werden kann, muss innerhalb des Neurons ein Aktionspotential auftreten. Die Depolarisation des Neurons ist notwendig, damit ein Aktionspotential entlang der Nervenzelle gesendet werden kann. Dies bedeutet, dass über die Zellmembran des Neurons ein Ionenaustausch stattfindet, der durch irgendeine Art von Stimulation verursacht wird. Wenn das Neuron stimuliert wird, öffnen sich die Natriumkanäle innerhalb der Membran, wodurch die Natriumionen in die Nervenzelle strömen können. Wenn mehr Natriumionen in das Neuron eindringen, wird das Innere der Zelle im Vergleich zum Äußeren immer positiver.
Damit ein Aktionspotential gesendet werden kann, muss eine Schwelle von mindestens -55 mV erreicht werden. Wird die Schwelle nicht erreicht, wird kein Aktionspotential oder Nervenimpuls gesendet. Wenn der Schwellenwert erreicht ist, öffnen sich die meisten Natriumionenkanäle, sodass die Ladung in der Zelle +30 mV erreicht. Diese Spitze ist das Aktionspotential, das ein elektrischer Impuls ist, der die Länge der Nervenzelle durchquert. Das Aktionspotential stimuliert den nächsten Abschnitt des Neurons, während der vorherige Abschnitt eine Repolarisation des Aktionspotentials durchläuft.
Während der Repolarisation des Aktionspotentials wird die relative Ladung des Neurons in seinen Ruhezustand zurückgeführt. Sobald +30 mV erreicht sind, beginnen sich die Kaliumkanäle zu öffnen und die Natriumkanäle zu schließen. Wenn sich die Kaliumkanäle öffnen, strömt Kalium aus der Zelle, um die Ladungen auf beiden Seiten der Membran auszugleichen. Die Kaliumkanäle bleiben geöffnet, bis das Ruhepotential von -70 mV erreicht ist.