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lonen im hydratisierten Zustand! kanäle 3. Da hydratisierte Kaliumionen kleiner sind als alle anderen vorliegenden lonen, können die Kaliumionen die Membran mithilfe von spezifischen Kaliumionen- kanalen passieren. Somit können sie hinein und hinaus diffundieren. Organische Anionen werden komplett in der Zelle zurückgehalten, während Natrium- und Chloridionen die Membran in geringen Mengen passieren. 4 Diffusion entsteht durch die Stoßtheorie. Durch den Kaliumausstrom, wird die Spannung innerhalb der Zelle negativer => Grund: Die organischen Anionen. 4.- Wenn die Diffusion ungebremst weitergehen würde, käme es zum Konzentrationsausgleich. Die dagegenwirkende kraft ist das elektrische potential der lonenladungen. A MAA innen: A A £26k AT 155 12 C- 4 A 155 A A A Na A A AT Na lonenkonzentrationen in mmol.M A A Membran Pore Na c außen: K Na C CI 4 Na* 145 CI- 120 A Na C Ca CL C Na Na Ma d Na Abb. 12: Verteilung der lonen an der ruhenden Membran des Axons während des Ruhepotenzials •Der Ausstrom der Kaliumionen verringert sich, wenn die Innenseite der Nerven- Zelle im Vergleich zur Außenseite viel negativer ist Grund durch die aufgebaute positive Ladung im Extrazellulärraum, werden die positiven Kaliumionen von den Natriumionen und bereits vorliegenden K+-lonen abgestoßen. Somit wird gleichzeitig der ket-lonen Einstrom begunstigt. ⇒ Wenn Außen- und Innenmedium die gleiche Ladung besitzen, dann ist der Ein- und Ausstrom an Kaliumionen gleich groß! (Malium- Gleichgewichtspotential!) 5. Trotz der geringen Permeabilitatswerte für Natrium- und Chloridionen, gelangen ebenfalls wo → C--Ionen Einstrom wird durch die organischen Anionen stark begrenzt. Die Natriumionen werden hingegen von den negativ geladenen organischen Anionen im Innenmedium angezogen und gelangen somit in geringen Mengen in den Intrazellularraum. Nathum - Leckstrom. 4 Dadurch wird die negative, Ladung im Inneren der Nervenzelle vermindert Durch den Nat-Einstrom konnen noch mehr K+-lonen nach außen diffundieren → Problem: Starker Verlust an Ualiumionen, sowie stetige Abnahme des Membran - potentials. 6. Die Erhaltung der lonenverteilung des Ruhepotentials wird mithilfe der Natrium- Kalium-lonenpumpe erreicht. Diese Spezielle lonenpumpe transportiert drei Natriumionen nach außen und Zwei Kaliumionen nach innen → jeweils entgegen ihres Konzentrationsgefalles → Dieser aktive Transport kann nur unter ATP-Verbrauch durchgeführt werden. 7. Zweck: Der Zweck ist die Energiegewinnung durch die Potentialdifferenz. Diese Energie kann im späteren Verlauf zur Informations übertragung genutzt werden. → Das Ruhepotential beruht auf der selektiven Permeabilität der Zellmembran und den unterschiedlichen Konzentrationen der lonen im Innen- und Außenraum einer Nervenzelle. Das Konzentrationsgefälle der Kaliumionen bewirkt einen Ausstrom von Kaliumionen aus der Zelle. Die sich aufbauende Potenzialdifferenz wirkt der Diffusion der Kaliumionen entgegen, wenn das Bestreben nach Konzentration's ausgleich und Ladungsausgleich gleich groß sind, ist das Ruhepotential erreicht. Na Membran Außenraum Na TOBR Na Na Zellinnenraum Abb. 13: Längsschnitt durch die Axonmembran mit Na- und K-Poren und Na-R-Pumpe ER Ma