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[[Datei:Schwellenantwortkurve.png|miniatur|1 = Rheobase, 2 = doppelte Rheobase, 3 = Chronaxie]]
Die '''Rheobase''' (von {{grcS|ῥεῖν|rhein|de=fließen}}) ist definiert als der minimale Reiz, der erforderlich ist, um eine [[Nervenzelle]] zu erregen und ein [[Aktionspotential]] zu erzeugen. Die elektrische Stimulation eines peripheren Nervs führt je nach [[Morphologie (Biologie)|Morphologie]] des Nervs in der Regel zu Muskelzuckungen, Gefühllosigkeit oder einer Kombination aus beidem. Die Reizübertragung im [[Nervensystem]] ist ein komplexer Vorgang, bei dem [[Elektrizität|elektrische]] und [[Chemie|chemische]] Potentialänderungen (siehe [[Ruhemembranpotential|Ruhepotential]] und [[Membranpotential]]) im Bruchteil einer [[Sekunde]] übertragen werden. Damit eine Stimulierung auf elektrischem Wege weitergeleitet werden kann, muss jedoch ein [[Schwellenwert (Elektronik)|Schwellenwert]] für den Stromimpuls an den [[Nerv]] geliefert werden. Unterhalb dieser Schwelle wird kein Aktionspotential weitergeleitet. Das Verhältnis zwischen der Stärke und der Dauer des [[Stromfluss]]es ist wichtig, um festzustellen, ob ein Nerv stimuliert wird. Dieses Verhältnis wird mit den Begriffen Rheobase und [[Chronaxie]] beschrieben.<ref name=":1">{{Literatur |Autor=Werner Irnich |Titel=The terms "chronaxie" and "rheobase" are 100 years old |Sammelwerk=Pacing Clin Electrophysiol |Band=33 |Nummer=4 |Datum=2010 |DOI=10.1111/j.1540-8159.2009.02666.x |PMID=20132498 |Seiten=491}}</ref>

Bei der Betrachtung der Wirksamkeit eines intrazellulär applizierten Stromimpulses zur Auslösung eines Aktionspotentials ist nicht nur die [[Elektrische Stromstärke|Stromstärke]] zu berücksichtigen, sondern auch die [[Zeit]], in der der Strom durch die Zelle bzw. den Nerven fließen kann. Durch die Wahl verschiedener [[Spannung (Elektrizität)|Spannungen]] und Pulsdauern kann dann eine Reizstärke-Reizdauer-Kurve entwickelt werden, die diese beiden Faktoren mit dem effektiven Stimulationsniveau in Beziehung setzt und so einen Richtwert für die [[Intrinsische Aktivität|intrinsische]] Erregbarkeit des Neurons liefert.<ref name=":0">{{Literatur |Autor=Walter F Boron, Emile L Boulpaep |Titel=Medical Physiology |TitelErg=Chapter 7, Section II |Auflage=3 |Verlag=Elsevier |ISBN=9780323655309}}</ref> Die Beziehung zwischen Reizstärke und Reizdauer ergibt sich aus der Tatsache, dass der gleiche minimale elektrische Strom, der zur Erregung eines Aktionspotentials erforderlich ist, durch einen kurzen, aber großen Strom oder durch einen langen, aber kleinen Strom erzeugt werden kann. Das Produkt aus Reizstärke und Reizdauer bestimmt die Erregbarkeit des Neurons, Nervs oder der Nervenfaser.<ref name=":0" /> Mathematisch gesehen entspricht die Rheobase der Hälfte des Stroms, der für die Dauer der Chronaxie angelegt werden muss, einer Stärke-Dauer-Zeitkonstante, die der Zeitdauer entspricht, die eine Reaktion hervorruft, wenn der Nerv mit der doppelten rheobasischen Stärke stimuliert wird.<ref>{{Literatur |Autor=David Boinagrov, Jim Loudin, Daniel Palanker |Titel=Strength-duration relationship for extracellular neural stimulation: numerical and analytical models |Sammelwerk=J Neurophysiol |Band=104 |Nummer=4 |Datum=2010 |DOI=10.1152/jn.00343.2010 |PMID=20702740 |Seiten=2236}}</ref>

Je nach Aktivität des Nervensystems ([[Narkose|Vollnarkose]] oder unterschiedliche Wach-/[[Schlaf]]zustände) können sich die Rheobase-Werte der Nerven ändern. Unter Narkose steigen die Rheobase-Werte an, aber die [[Chronaxie]]-Werte ändern sich nicht. Die Schwellenströme für die motorische Reaktion ([[Muskel]]aktivität) auf Nervenstimulation könnten unter [[Narkose|Allgemeinanästhesie]] höher sein als bei wachen Patienten.<ref>{{Literatur |Autor=B C Tsui |Titel=The effects of general anaesthesia on nerve-motor response characteristics (rheobase and chronaxie) to peripheral nerve stimulation |Sammelwerk=Anaesthesia |Band=69 |Nummer=4 |Datum=2014 |DOI=10.1111/anae.12540 |PMID=24641644 |Seiten=374}}</ref> Die Rheobaseströme im „ruhigen Schlaf“ (nicht rasche Augenbewegungen; non-rapid eye movment NREM) sind mit denen im Wachzustand vergleichbar, während sie im „aktiven Schlaf“ (rasche Augenbewegung; rapid eye movement, REM) 80 % höher sind als im ruhigen Schlaf.<ref>{{Literatur |Autor=Michael H. Chase, Francisco R. Morales |Titel=Chapter 12 - Control of Motoneurons during Sleep |Hrsg=Meir H. Kryger, Thomas Roth, William C. Dement |Sammelwerk=Principles and Practice of Sleep Medicine (Fourth Edition) |Auflage=4 |Verlag=Elsevier |Datum=2005 |ISBN=9780721607979 |DOI=10.1016/B0-72-160797-7/50019-7 |Seiten=154-168}}</ref>

Die Untersuchung der Erregbarkeit von Nerven ergänzt die herkömmlichen Untersuchungen der Nervenleitfähigkeit, indem sie Einblicke in die [[Biophysik|biophysikalischen]] Eigenschaften der [[Axon]]e und die Funktion ihrer [[Ionenkanal|Ionenkanäle]] ermöglicht.<ref name=":2">{{Literatur |Autor=Christian Krarup, Mihai Moldovan |Titel=Nerve conduction and excitability studies in peripheral nerve disorders |Sammelwerk=Curr Opin Neurol |Band=22 |Nummer=5 |Datum=2009 |DOI=10.1097/WCO.0b013e3283304c9d |PMID=19625961 |Seiten=460}}</ref> Die Rheobase wird durch die Erregbarkeit der nodalen Axonmembran (siehe: [[Ranvier-Schnürring]]) beeinflusst, die bei [[Hyperpolarisation (Biologie)|Hyperpolarisation]] zunimmt und bei [[Depolarisation (Physiologie)|Depolarisation]] abnimmt. Ihre Abhängigkeit vom [[Membranpotential]] folgt dem Verhalten persistenter [[Natriumkanal|Natriumkanäle]], die nahe am Schwellenwert aktiv sind und schnell aktivierende und langsam inaktivierende Kanaleigenschaften haben.<ref name=":3">{{Literatur |Autor=Hiroyuki Nodera, Ryuji Kaji |Titel=Nerve excitability testing and its clinical application to neuromuscular diseases |Sammelwerk=Clin Neurophysiol |Band=117 |Nummer=9 |DOI=10.1016/j.clinph.2006.01.018 |PMID=16631406 |Seiten=1902}}</ref> Depolarisation erhöht den Strom durch die persistenten [[Natriumkanal|Natriumkanäle]], was zu einer niedrigeren Rheobase führt; Hyperpolarisation hat den gegenteiligen Effekt. Die Kraft-[[Zeitkonstante]] steigt mit der [[Demyelinisation|Demyelinisierung]], da die exponierte Membran durch die Einbeziehung der paranodalen (Bereich in [[Myelinscheide|myelinisierten]] Nervenfasern, in dem die Myelinendigungen spezielle Verbindungen mit der Axonmembran bilden) und internodalen Membran (Membran zwischen Ranvier-Schnürringen) vergrößert wird. Letztere hat die Aufgabe, das [[Ruhemembranpotential]] aufrechtzuerhalten, so dass eine internodale Dysfunktion die Erregbarkeit in einem erkrankten Nerv erheblich beeinflusst. Reizstärke-Reizdauer-Studien haben Einblicke in die Bedingungen gegeben, die zu Veränderungen des [[Ruhemembranpotential|Ruhepotentials]] führen, wie z. B. Elektrolytkonzentration und pH-Wert, sowie in die spezifische Funktion von [[Ionenkanal|Ionenkanälen]] und [[Ionenpumpe|Pumpen]] in normalen und erkrankten Nerven. Die Temperatur kann die [[Kinetik (Chemie)|Kinetik]] von Ionenkanälen beeinflussen und damit die Rheobase verändern. Das bedeutet, dass ein Strom, der bei einer bestimmten Temperatur ein Aktionspotential erzeugt, bei einer anderen Temperatur möglicherweise kein Aktionspotential erzeugt. Mit Hilfe von [[Software]], die die Berechnung von Rheobasis und Zeitkonstanten von normalen und erkrankten Nerven ermöglicht, können einige wichtige Faktoren für eine Reihe von weit verbreiteten Nervenerkrankungen identifiziert werden, von denen viele mit einer starken [[Demyelinisation|Demyelinisierung]] einhergehen.<ref name=":2" /><ref name=":4">{{Literatur |Autor=I Mogyoros, MC Kiernan, D Burke, H Bostock |Titel=Excitability changes in human sensory and motor axons during hyperventilation and ischaemia |Sammelwerk=Brain |Band=120 |Nummer=2 |Datum=1997 |DOI=10.1093/brain/120.2.317 |PMID=9117378 |Seiten=317}}</ref>

== Klinische Relevanz ==
Die Verwendung von Reizstärke-Reizdauer-Kurve wurde in den 1930er Jahren entwickelt, gefolgt von der Verwendung von Schwellenstrommessungen zur Untersuchung der axonalen Erregbarkeit des Menschen in den 1970er Jahren.<ref name=":1" /> Die Anwendung dieser Methoden bei toxischen [[Neuropathie]]n hat es Forschern ermöglicht, protektive Faktoren für viele Krankheiten des [[Peripheres Nervensystem|periphere Nervensystems]] und mehrere Erkrankungen des [[Zentralnervensystem|zentralen Nervensystems]] zu identifizieren.<ref name=":3" /><ref name=":4" />

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Neurophysiologie]]
[[Kategorie:Anästhesie]]
[[Kategorie:Nervensystem]]
[[Kategorie:Physiologie]]

Rheobase - Versionsgeschichte

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