Entstehung Ruhepotential?
Ich habe einen Text zur Entstehung des Ruhepotentials verfasst. Allerdings bin ich mir an einigen Stellen nicht ganz sicher. Kann einer weiterhelfen?
Die Membran ist selektiv permeabel und lässt somit nur bestimmte Moleküle durch. Unter anderem weist die Membran viel Sickerkanäle auf, die stets offen stehen und besonders für K+ Ionen durchlässig sind. In der Innenseite befinden sich mehr K+ Ionen, als außen (möchte hier irgendwas zum Konzentrationsgradienten sagen). Da die Ionen einen Konzentrationsausgleich anstreben, diffundieren die K+ Ionen durch die K+ Sickerkanäle. Jedes K+ Ion, das durch den Ionenkanal von innen nach außen diffundiert, entfernt eine positive Ladung von der Membraninnenseite. Je mehr K+ Ionen das Zellinnere verlassen (möchte hier irgendwas zum Membranpotential sagen). Die Kräfte von Konzentrations- und Ladungsgefälle sind umgekehrt gleich groß, sodass der Nettostrom gleich Null ist.
2 Antworten
Moin,
ich würde folgendes schreiben:
»Die Membran ist selektiv permeabel und lässt somit nur bestimmte Teilchen durch. Unter anderem weist die Membran sogenannte Sickerkanäle auf. Das sind Kanalproteine, die stets offen stehen und besonders für K^+-Ionen durchlässig sind (ständig geöffnete Kaliumionenkanäle).«
Bis hierhin finde ich deinen einleitenden Text (mit kleinen Änderungen) gut.
Doch nun behauptest du, dass sich im Inneren der Nervenzelle mehr Kaliumionen befänden, ohne darauf einzugehen, warum das so ist. Das würde ich deshalb so erklären:
»Durch Verbrauch von Energie (ATP) werden andere Proteine, die sogenannten „Natriumionen-Kaliumionen-Pumpen”, aktiv und befördern Natriumionen aus der Zelle hinaus und gleichzeitig Kaliumionen in die Zellen hinein.
Die Kalium- und Natriumionen sowie die Ladungen auf beiden Seiten der Membran beginnen sich ungleich zu verschieben, weil stets drei Natriumionen hinausbefördert werden, während nur zwei Kaliumionen in die Zelle hinein gelangen. Deshalb sind bald in der Zelle mehr Kaliumionen als außerhalb, während sich draußen mehr Natriumionen befinden. Es liegen also gegenläufige Konzentrationsgradienten vor.«
Auch dein nächster Satz gefällt mir nicht, weil Ionen nichts „anstreben”. Es ist vielmehr so, dass sie sich aufgrund ihrer Eigenbewegung im zur Verfügung stehenden Raum verteilen. Und wenn da stets offene Kanäle sind, wandern die Ionen auch dort hindurch. Wie wäre es deshalb mit folgender Formulierung:
»Aus osmotischen Gründen verlassen nun einige Kaliumionen die Zelle entlang ihrem Konzentrationsgefälle durch die ständig geöffneten Kaliumionen-Kanälchen in der Membran. Jedes K^+-Ion, das durch den Ionenkanal von innen nach außen diffundiert, entfernt eine positive Ladung von der Membraninnenseite.
Die Natriumionen können die Membran zu diesem Zeitpunkt nicht überwinden und bleiben trotz des anwachsenden Ladungsgefälles außerhalb der Zelle.
Dadurch verschiebt sich das Ladungsgleichgewicht noch mehr. Außerhalb der Zelle sind nun mehr positiv geladene Teilchen als innerhalb. Es entsteht an der Membran ein Membranpotenzial, das außen positiv, im Zellinnern dagegen negativ geladen ist.«
Und nun solltest du den Schluss ausführlicher darstellen, zum Beispiel so:
»Die Auswanderung der Kaliumionen erfolgt jedoch nicht bis zum völligen Ausgleich der Kaliumkonzentrationen auf beiden Seiten, weil irgendwann die negativ geladenen Teilchen (Chloridionen bzw. organische Aminosäuren oder Eiweiße) im Inneren der Zelle aufgrund der elektrostatischen Anziehung zwischen ungleich geladenen Teilchen die Kaliumionen durch die gleichen Kaliumionenkanäle aus dem Außenmilieu wieder in die Zelle ziehen.
Irgendwann halten sich das Hinauswandern der Kaliumionen aufgrund des Konzentrationsgefälles und das Zurückwandern der Kaliumionen aufgrund der elektrostatischen Anziehungskraft ungleich geladener Teilchen die Waage. Diesen Zustand bezeichnet man als Ruhepotenzial. Das Ruhepotenzial liegt bei einer Nervenzelle etwa bei –60 bis –80 mV.«
LG von der Waterkant
Naja, das mit dem Konzentrationsgradient kannst du einfach schreiben als "... , als außen, was man als Konzentrationsgradienten bezeichnet."
Dann... "Je mehr Kalium-Ionen das Zellinnere verlassen, desto stärker wird das Membranpotential" vielleicht?
Hast du nicht was vergessen? Du schreibst nur von Kalium, was ist mit Natrium? Natrium-Ionen-Leckstrom? Natrium-Kalium-Ionenpumpe? Also, sowas wie
"Neben dem Kalium-ionen-Strom existiert ein schwacher Natrium-Ionen-Leck-Strom ins innere der Zelle, angetrieben durch den Konzentrationsgradienten von Natrium-Ionen und durch das Ladungsgefälle. Dieser wird durch die Natrium-Kalium-Ionenpumpe ausgeglichen, welche unter Mitwirkung von ATP Natriumionen in den Extra-, so wie Kaliumionen in den Intrazellularraum befördert. So ergibt sich ein nahezu konstantes Ruhepotential, das bei den meisten Wirbeltieren etwa -70 - -110 mV beträgt."