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Lokalanästhetika unterbrechen die Nervenleitung, indem sie den Einstrom von Natriumionen durch Kanäle oder Ionophoren in den neuronalen Membranen hemmen. Normalerweise befinden sich diese Kanäle in einem Ruhezustand, in dem der Eintritt von Natriumionen verhindert wird. Wenn das Neuron stimuliert wird, nimmt der Kanal einen aktivierten oder offenen Zustand an, in dem Natriumionen in die Zelle diffundieren und eine Depolarisation auslösen. Nach dieser plötzlichen Änderung der Membranspannung nimmt der Natriumkanal einen inaktivierten Zustand an, in dem ein weiterer Einstrom verweigert wird, während aktive Transportmechanismen Natriumionen nach außen zurückführen. Nach dieser Repolarisierung nimmt der Kanal seinen normalen Ruhezustand ein. Die Kenntnis dieser Natriumkanalzustände hilft, die bevorzugte Empfindlichkeit von Lokalanästhetika für verschiedene Klassen von Neuronenfasern zu erklären.