Ruhepotential und seine Aufrechterhaltung

Das Ruhepotential ist ein fundamentaler Aspekt der neuronalen Informationsverarbeitung und bildet die Grundlage für die Erregbarkeit von Nervenzellen. Es stellt eine Form gespeicherter elektrochemischer Energie dar, die sich bei der Öffnung von Natriumkanälen in einen Stromfluss verwandeln kann.

Die Aufrechterhaltung des Ruhepotentials erfolgt durch mehrere Mechanismen:

1. K+-Leckstrom: Kaliumionen diffundieren aufgrund des Konzentrationsgefälles durch dauerhaft geöffnete Kaliumkanäle in den Extrazellulärraum.

2. Organische Anionen bleiben im Intrazellulärraum zurück, da die Membran für sie undurchlässig ist.

3. Nur wenige Natrium- und Chloridionen können von außen nach innen diffundieren.

4. Der Intrazellulärraum wird relativ zum Extrazellulärraum negativ geladen, wodurch ein elektrisches Feld an der Membran entsteht.

5. Ein dynamisches Gleichgewicht zwischen chemischem und elektrischem Potential bildet die Grundlage für das Ruhepotential.

Definition: Ruhepotential - Das elektrische Potential einer Nervenzelle in ihrem Ruhezustand, bei dem das Zellinnere gegenüber der Umgebung negativ geladen ist.

Highlight: Die Aufrechterhaltung des Ruhepotentials ist ein energieaufwendiger Prozess, der durch die Natrium-Kalium-Pumpe unterstützt wird, welche Natriumionen aus der Zelle und Kaliumionen in die Zelle transportiert.

Example: Beim Ruhepotential eines typischen Neurons beträgt die Kaliumkonzentration im Inneren etwa 140 mM und außen etwa 5 mM, während die Natriumkonzentration innen bei etwa 15 mM und außen bei 150 mM liegt.

Diese Grundlagen der neuronalen Informationsverarbeitung und Wahrnehmung sind essentiell für das Verständnis komplexerer neurobiologischer Prozesse wie Plastizität und Lernen in der Neurobiologie.