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Lilli
17.11.2021
Biologie
Ruhepotential
Das Ruhepotential ist ein grundlegendes Konzept in der Neurophysiologie, das die elektrische Spannung an der Zellmembran einer nicht erregten Nervenzelle beschreibt. Dieses Phänomen entsteht durch unterschiedliche Ionenverteilungen innerhalb und außerhalb der Zelle und ist essentiell für die Funktionsweise des Nervensystems.
17.11.2021
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Das Ruhepotential beschreibt die Spannung an der Zellmembran einer nicht erregten Nervenzelle. Es entsteht durch die unterschiedliche Verteilung von Ionen wie Natrium (Na⁺), Kalium (K⁺) und Chlorid (Cl⁻) innerhalb und außerhalb der Zelle. Bei einer Nervenzelle liegt dieses Potential bei etwa -70 mV.
Im Zellinneren findest du eine höhere Konzentration an K⁺-Ionen (400 mmol/l innen vs. 20 mmol/l außen) und organischen Anionen (A⁻). Außerhalb der Zelle überwiegen hingegen Na⁺-Ionen (440 mmol/l außen vs. 50 mmol/l innen) und Cl⁻-Ionen (560 mmol/l außen vs. 108 mmol/l innen).
Die Ionenverteilung beim Ruhepotential führt zu charakteristischen Diffusionsrichtungen: K⁺-Ionen strömen von innen nach außen und hinterlassen eine negative Ladung in der Zelle. Cl⁻-Ionen strömen von außen nach innen und verstärken die negative Ladung. Na⁺-Ionen hingegen diffundieren von außen nach innen und würden eine positive Ladung erzeugen.
💡 Merke dir: Die negative Ladung des Ruhepotentials entsteht hauptsächlich dadurch, dass positiv geladene K⁺-Ionen aus der Zelle diffundieren, während große negativ geladene Anionen im Zellinneren zurückbleiben.
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Das Ruhepotential/ + Leckstrom
Zusammenfassung des Ruhepotentials und Definition von Leckstrom (Neurobiologie- Nervenzellen)
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Übungsklausur-Neurobiologie
• Aktionspotenzial • Postsynaptisches Potenzial • Reizaufnahme • Drogenkonsum Ps; sind meine eigenen Lösungen
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Vergleich der Lichtsinneszellen Fototransduktion im Dunkeln Fototransduktion bei Belichtung
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Neurobiologie
Diese Themen werden zusammengefasst •Nervenzelle •Ruhepotenzial •Natrium Kalium Pumpe •Aktionspotenzial •Fortleitung des Aktionspotenzials •Codierung •Synapse •Gifte •Summation •Gedächtnis Fragen? Schreib mir einfach
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Die Kalium-Natrium-Ionenpumpe
Klausuraufgaben mit Ausarbeitung
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Neuronen allgemein
Neurobiologie •Neuron allgemein, Ruhe-/ Aktionspotenzial, chemische Synapse, Weiterleitung am Axon
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Lilli
@lillih2804
Das Ruhepotential ist ein grundlegendes Konzept in der Neurophysiologie, das die elektrische Spannung an der Zellmembran einer nicht erregten Nervenzelle beschreibt. Dieses Phänomen entsteht durch unterschiedliche Ionenverteilungen innerhalb und außerhalb der Zelle und ist essentiell für die Funktionsweise des Nervensystems.
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Das Ruhepotential beschreibt die Spannung an der Zellmembran einer nicht erregten Nervenzelle. Es entsteht durch die unterschiedliche Verteilung von Ionen wie Natrium (Na⁺), Kalium (K⁺) und Chlorid (Cl⁻) innerhalb und außerhalb der Zelle. Bei einer Nervenzelle liegt dieses Potential bei etwa -70 mV.
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Die Ionenverteilung beim Ruhepotential führt zu charakteristischen Diffusionsrichtungen: K⁺-Ionen strömen von innen nach außen und hinterlassen eine negative Ladung in der Zelle. Cl⁻-Ionen strömen von außen nach innen und verstärken die negative Ladung. Na⁺-Ionen hingegen diffundieren von außen nach innen und würden eine positive Ladung erzeugen.
💡 Merke dir: Die negative Ladung des Ruhepotentials entsteht hauptsächlich dadurch, dass positiv geladene K⁺-Ionen aus der Zelle diffundieren, während große negativ geladene Anionen im Zellinneren zurückbleiben.
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Die selektive Permeabilität der Zellmembran ist entscheidend für das Ruhepotential. Im Ruhezustand ist die Membran hauptsächlich für Kalium durchlässig, während sie für Natrium weniger durchlässig ist. Kaliumkanäle sind geöffnet, sodass K⁺-Ionen nach außen strömen können. Natriumkanäle sind überwiegend geschlossen, aber ein kleiner Teil von Na⁺-Ionen kann trotzdem als "Leckströme" in die Zelle gelangen.
Ohne Gegenmaßnahmen würden diese Leckströme langfristig zu einem Ladungsausgleich führen. Hier kommt die Natrium-Kalium-Pumpe ins Spiel. Diese Pumpe arbeitet unter Energieverbrauch (ATP) und pumpt ständig 3 Na⁺-Ionen aus der Zelle hinaus, während sie 2 K⁺-Ionen hinein transportiert. Dieser Prozess mit dem Verhältnis 3:2 hält die Ionenkonzentrationen aufrecht.
Der Konzentrationsunterschied von K⁺-Ionen bleibt trotz der offenen Kaliumkanäle bestehen. Dies liegt einerseits an den negativ geladenen organischen Anionen (A⁻) im Zellinneren, die K⁺-Ionen elektrostatisch anziehen, und andererseits an der kontinuierlichen Aktivität der Na⁺/K⁺-Pumpe, die K⁺-Ionen zurück ins Zellinnere befördert.
🔍 Wichtig: Das Ruhepotential ist kein statischer Zustand, sondern ein dynamisches Fließgleichgewicht, bei dem K⁺-Kanäle, Na⁺/K⁺-Pumpe und Leckströme zusammenwirken, um die Ionenkonzentrationen konstant zu halten.
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Stefan S
iOS user
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Anna
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Jana V
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Lena M
Android user
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Timo S
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Android user
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Julia S
Android user
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Marcus B
iOS user
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Sarah L
Android user
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Hans T
iOS user
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