Aufrechterhaltung des Ruhepotentials
Die Zellmembran ist selektiv permeabel – im Ruhezustand ist sie hauptsächlich für Kaliumionen durchlässig, während Natriumkanäle größtenteils geschlossen sind. Trotzdem gelangen einige Na⁺-Ionen durch sogenannte Leckströme ins Zellinnere. Ohne Gegenmaßnahme würden diese Leckströme das Ruhepotential auf Dauer ausgleichen.
Die Natrium-Kalium-Pumpe ist entscheidend für die Aufrechterhaltung des Ruhepotentials. Dieser Transportmechanismus arbeitet unter Energieverbrauch ATP und pumpt ständig drei Na⁺-Ionen aus der Zelle heraus und gleichzeitig zwei K⁺-Ionen hinein. Dieses 3:2-Verhältnis trägt zusätzlich zum negativen Ruhepotential bei.
Obwohl K⁺-Ionen durch Diffusion die Zelle verlassen können, bleibt ihre Konzentration innen höher. Dies liegt daran, dass sie von den negativen organischen Anionen A− angezogen werden, die die Membran nicht passieren können. Zusätzlich sorgt die Natrium-Kalium-Pumpe dafür, dass immer wieder K⁺ in die Zelle zurücktransportiert wird.
🧠 Wichtig zu verstehen: Das Ruhepotential ist ein dynamisches Fließgleichgewicht – Ionen bewegen sich ständig durch die Membran, aber die Konzentrationen bleiben insgesamt konstant. Die Energie für dieses Gleichgewicht liefert die Natrium-Kalium-Pumpe.