Reizübertragung Synapse wie kann es sein dass Kalium nach aussen geht und Natrium nach innen?
"Wenn sich ein Neurotransmitter an einen Rezeptor bindet, öffnet sich dieser Kanal und die Ionen strömen hinein. Zuerst bei einem erregenden Signal: Dort sind die Kanäle sind z.B. Natrium oder Kaliumkanäle. Wie auch beim Aktionspotential strömen sie dahin, wo weniger sind. Also strömen Na+ Ionen rein und K+ Ionen nach draußen. Es gelangen aber mehr Na+ Ionen nach drinnen, als K+ Ionen nach draußen. Da Na+ positiv ist, fließt es dahin wo es negativ ist, also nach drinnen." Ist das richtig wie das da steht? Kalium ist ja auch positiv...warum bleibt das nicht auch dort?
3 Antworten
Moin,
weil die Konzentrationen dieser Ionen auf beiden Seiten der Membran nicht gleich sind. Soll heißen: In der Zelle sind anfänglich viel Kaliumionen und wenig Natriumionen. Außerhalb der Zelle ist das genau anders herum. Dass das so ist, dafür sorgt eine sogenannte Natrium-Kalium-Pumpe. Das ist ein Protein, das unter Energieverbrauch ständig 3 Natriumionen aus der Zelle hinaus befördert und gleichzeitig zwei Kaliumionen in die Zelle hinein (Symport). Da die Membran der Zelle für Ionen im Grunde undurchlässig ist, können sich die Konzentrationsgefälle nicht durch Diffusion von alleine wieder ausgleichen. Wenn nun aber die Kanalproteine geöffnet werden, dann gibt es für beide Ionensorten die Möglichkeit, auf die jeweils andere Seite der Membran zu gelangen. Statistisch gesehen gelangen dabei stets von der Seite viel mehr Ionen auf die andere Membranseite, wo es viele ihrer Art gibt. Das bedeutet, dass seeehr viel mehr Natriumionen von außen in die Zelle strömen als umgekehrt und dass seehr viel mehr Kaliumionen aus der Zelle strömen als hinein.
Hinzu kommt dann zusätzlich noch der Effekt, dass es innen mehr negative Ladungsträger gibt als außerhalb, so dass die Innenseite der Zelle gegenüber der Außenseite auch noch negativ geladen erscheint, was zusätzlich positive Kationen ins Zellinnere zieht. Da hast du dann freilich recht, wenn du annimmst, dass dabei auch ein paar Kaliumionen darunter sind aufgrund ihrer positiven Ladung. Aber in der Bilanz strömen halt viel mehr Kaliumionen wegen des Konzentrationsgefälles aus der Zelle, so dass ein paar "Rückkehrer" nicht auffallen bzw. ins Gewicht fallen. Und da der einhergehende Ladungsausgleich auch von den ohnehin nach innen strebenden Natriumkationen erreicht werden kann, sind dafür die Kaliumionen nicht nötig...
LG von der Waterkant.
Kalium ist ja auch positiv...warum bleibt das nicht auch dort?
Erinnere dich wie das RP , bzw. allgemein das Membranpotential an Zellen zustande kommt. K+ kann in geringen Mengen durch die Membran diffundieren, da ein Konzentrationsgradient vorliegt und die Membran für K+ ein wenig durchlässig ist. Dieser Ausstrom wird allerdings durch die daraus resultierenden Ladungsverhältnisse (Innen ein negativer, außen ein positiver Ladungsüberschuss) gebremst.
Wenn die Na+-Kanäle geöffnet werden strömen Na+ -Ionen aufgrund von zwei Kräften in die Zelle: Konzentrationsgradient und elektrischer Gradient. Der Einstrom erfolgt schlagartig und es kommt zur Ladungsumkehr. Dabei wird der Na+ -Einstrom abgebremst; je niedriger das MP, desto weniger Na+ strömt ein. Werden nun die K+-Poren verstärkt geöffnet, strömt K+ verstärkt nach außen. Die Folge davon ist nun wieder eine Ladungsumkehr.
Das liegt daran das Na+ und K+ nicht die einzigen beteiligten Ionen sind. Na+ und K+ kommen ja nicht als Ion natürlich vor. Beide haben noch einen negativ geladenen partner.