Das Ruhepotenzial

Das Ruhepotenzial ist ein grundlegendes Konzept in der Neurobiologie und beschreibt den elektrischen Zustand einer Nervenzelle im nicht erregten Zustand.

Definition: Das Ruhepotenzial ist die elektrische Spannung, die über der Zellmembran einer nicht erregten Nervenzelle herrscht.

Ionen und ihre Bedeutung

Ionen sind elektrisch geladene Teilchen, die eine entscheidende Rolle bei der Entstehung des Ruhepotenzials spielen:

• Positiv geladene Ionen: Kalium-Ionen (K+) und Natrium-Ionen (Na+)
• Negativ geladene Ionen: Chlorid-Ionen (Cl-) und Protein-Anionen (A-)

Vocabulary: Der Konzentrationsunterschied von Ionen zwischen dem Zellinneren und dem Zelläußeren wird als Konzentrationsgefälle oder -gradient bezeichnet.

Kräfte und Gleichgewichte

Zwei Hauptkräfte wirken auf die Ionenverteilung:

1. Osmotische Kraft: Strebt eine ausgeglichene Ionenkonzentration an.
2. Elektromotorische Kraft: Zielt darauf ab, Ladungsunterschiede auszugleichen.

Highlight: Im Ruhezustand stellt sich ein elektrochemisches Fließgleichgewicht ein, bei dem osmotische und elektromotorische Kräfte gleich stark sind.

Gleichgewichtspotenzial

Das Gleichgewichtspotenzial ist spezifisch für jede Ionenart und gibt den Spannungswert an, bei dem sich die Kräfte ausgleichen:

• Na+: +55 mV
• K+: -76 mV
• Cl-: -66 mV

Example: Das negative Gleichgewichtspotenzial von Kalium bedeutet, dass beim Ausstrom von K+-Ionen aus der Zelle die intrazelluläre Spannung negativer wird.

Entstehung des Ruhepotenzials

Das Ruhepotenzial entsteht durch:

1. Eine semipermeable Membran
2. Ungleiche Ionenverteilung zwischen Zellinnerem und -äußerem
3. Unterschiedliche Permeabilität der Membran für verschiedene Ionen

Highlight: Im Ruhezustand ist das Zellinnere etwa -70 mV negativer geladen als das Zelläußere.

Das Verständnis des Ruhepotenzials ist fundamental für die Erklärung der Erregungsleitung in Nervenzellen und bildet die Grundlage für weiterführende Konzepte wie das Aktionspotenzial. Diese Kenntnisse sind essentiell für die Bearbeitung von Neurobiologie Abitur Aufgaben und die Vorbereitung auf Neurobiologie Abitur NRW Prüfungen.