Wird das Ruhepotenzial mithilfe der Natrium-Kalium-Pumpe wiederhergestellt?
Durch das Herausbefördern von 3 Natrium-Ionen und dem Transport von 2 Kalium-Ionen ins Zellinnere negativiert die Na+/K+-Pumpe ja eigentlich das Membranpotenzial. Bei der Wiederherstellung des Ruhepotenzials nach einer Hyperpolarisation wird ihr dennoch eine zentrale Rolle zugeschrieben. Wie ist das möglich, wenn da doch eine relative Positivierung stattfindet?
1 Antwort
Moin,
du darfst die ständig geöffneten Kalium-Ionenkanäle nicht vergessen.
Die Hyperpolarisation setzt ein, weil ein Massenausstrom von Kaliumionen dem Massenausstrom von Natriumionen folgt. Weil die spannungsabhängigen Kaliumionenkanäle etwas länger geöffnet sind als es zuvor die Natriumionenkanäle waren, und weil zusätzlich ständig geöffnete Kaliumionenkanäle vorhanden sind, können im Abstrich und der Repolarisation insgesamt mehr Kaliumionen die Nervenzelle verlassen als zuvor Natriumionen hineinströmten.
Jetzt treten im Zustand der Hyperpolarisation die Natrium-Kalium-Ionenpumpen in Aktion und befördern stets zwei positive Ladungsträger in die Zelle und schmeißen dafür drei positive Ladungsträger hinaus. Das bedeutet rein ladungstechnisch betrachtet, dass es im Zellinneren noch negativer wird. Soweit dein Verständniskonflikt...
Aber jetzt musst du dir anschauen, wer dort (teilchenmäßig) verschoben wird. Die Natrium-Kalium-Ionenpumpen sammeln außen mehr Natriumionen und innen mehr Kaliumionen an.
Die überwiegende negative Ladung innen zieht darum auch durch die ständig geöffneten Kaliumionenkanäle zusätzlich positiv geladene Kaliumionen ins Zellinnere. Das geht so lange, bis der Zustand des Ruhepotenzials wieder erreicht wird, in dem ja bekanntlich ein dynamisches Gleichgewicht zwischen dem Ein- und Auswandern der Kaliumionen vorliegt, die aufgrund des Konzentrationsgefälles wieder auswandern, aber aufgrund des immer noch vorliegenden Ladungsgefälles auch wieder einwandern.
So gesehen hast du teilweise recht, wenn du sagst, dass auch den ständig geöffneten Kaliumionenkanälen eine Rolle bei der Herstellung des Ruhepotenzials zufällt, aber die Grundlage für das schnelle Erreichen des Ruhepotenzials fällt auch hier der Aktivität der Natrium-Kalium-Ionenpumpen zu...
LG von der Waterkant