Ruhepotential und Aktionspotential (Neurobiologie)
Halli Hallo, Ich habe kurz 2 Fragen zum Ruhe- und Aktionspotential. Habe ich das richtig verstanden, dass beim Ruhepotential die K+ - Ionen vom Intrazellularraum durch den Konzentrationsgradienten in den Extrazellularraum diffundieren, aber auch K+ - Ionen durch das elektrische Feld wieder vom Extrazellularraum in den Intrazellularraum diffundieren? Oder geschieht dies nur durch die Na+K+-Pumpe? Das ist doch dann praktisch ein Kreislauf der K+-Ionen wodurch die Konzentration gleigehalten wird, oder? Ich fürchte ich hab diesen Prozess noch nicht 100%ig verstanden, was jedoch für meine Abi-Arbeit am Dienstag von Vorteil wäre :P nun zum Aktionspotential: Während der Depolarisation diffundieren die Na+ Ionen von außen nach Innen sodass praktisch ein Spannungswechsel (innen positiv und außen negativ) stattfindet. Die K+ Ionen diffundieren dann während der Repolarisation nach außen, und dann ist es ja genau umgekehrt, wie es eigentlich sein sollte. Normal sind doch die K+ Ionen innen und die Na+ Ionen außen, oder spielt das nur beim Ruhepotential eine Rolle und geht es hier nur um die + und - Ladung? Wann und wie wird dies, dann nochmal in Ordnung gebracht? Müsste doch vor dem nächsten Aktionspotential bzw der nächsten beginnenden Depolarisation noch geschehen oder? Ich hoffe ihr könnt meine Problemchen nachvollziehen und mir ganz bald helfen :)
1 Antwort
Also: Die Na+/K+-Pumpe pumpt alles Natrium aus der Nervenzelle raus und Kalium rein. Drinnen ist also eine viel höhere Konzentration von Kalium-Ionen als draußen, draußen direkt an der Membran ist die Natrium-Konzentration wesentlich höher als innen. Sowohl Na+ als auch K+ sind positiv geladen. In der Zelle gibt es dann noch anorganische Ionen, die dort auch immer bleiben und nicht raus können, sie sind negativ geladen. Draußen sind es Chlorid-Ionen, aber weniger als die anorganischen Ionen in der Zelle. Dadurch überwiegen in der Zelle die negativen Ionen im Vergleich zu draußen - die Zellmembran ist innen negativ und außen positiv geladen. Das ist das Ruhemembranpotential. Reguliert wird es insbesondere durch einige langsam öffnende und schließende Kanäle für Kalium, die das Potential sozusagen positiver oder negativer werden lassen können.
Kommt es nun zu einer Depolarisation öffnen sich zunächst Natriumkanäle, die Kaliumkanäle bleiben geschlossen. Natrium strömt explosionsartig in die Zelle, es kommt zum Potentialwechsel - plötzlich kommen zu den Kalium-Ionen in der Zelle (positiv geladen) noch die Natrium-Ionen hinzu (ebenfalls positiv geladen), die positive Ladung ist plötzlich mehr als die negative durch die anorganischen Ionen. Das Innere der Zelle ist plötzlich poitiv geladen. Da die Chlorid-Ionen draußen plötzlich allein sind, das Natrium ist ja in der Zelle, ist die Außenseite der Zellmembran plötzlich negativ geladen - Potentialumkehr.
Noch während des Natriumeinstromes öffnen auch die Kaliumkanäle in der Membran und Kalium kommt nach außen. Dies ist der Beginn der Repolarisation, denn durch das ausströmende Kalium kommt es ja wieder zu einem Potentialausgleich, diesmal mit Kalium draußen und Natrium drinnen. Das ist zwar schön und gut, jedoch funktioniert eine schnelle Depolarisation nur, wenn Natrium von außen schnell nach innen strömen kann, da die Kalium-Kanäle für diese plötzliche Depolarisation viel zu träge sind. Um eine Erregbarkeit wieder herzustellen muss also das Natrium wieder raus und das Kalium rein in die Zelle, was unter Energieverbrauch die Na+/K+-Pumpe macht. Die Zeit, in der noch nciht genug Natrium draußen und Kalium drinnen ist, es also noch keine neue Erregung geben kann, nennt man Refraktärphase.
So verständlicher? Das wichtigste ist, dass du sir merkst, dass die Kanäle nicht gleichzeitig sondern nacheinander und mit unterschiedlicher Geschwindigkeit öffnen und es eben keine normale Diffusion ist, und außerdem sollte man die negativ geladenen Ionen nicht vergessen, dann wird es wesentlich leichter.
Viel erfolg bei der Klausur
Ja, das hat mir meine Fragen beantwortet. Dann hab ichs ja doch besser verstanden als gedacht, puuh. Vielen Dank für die ausführliche Erklärung, echt super erklärt! Danke, ich werde alles geben :)
