Ruhepotential und chemisches Potential
In unseren Nervenzellen herrscht ein elektrochemisches Ungleichgewicht, das für die Signalübertragung entscheidend ist. Die Zellmembran trennt zwei Bereiche mit unterschiedlichen Ionenkonzentrationen: innen viele K+-Ionen und negativ geladene organische Anionen, außen hauptsächlich Na+- und Cl--Ionen.
Zwischen Zellinnerem und -äußerem besteht eine elektrische Spannung von etwa -70 mV – das sogenannte Ruhepotential. Diese Spannung entsteht, weil die Membran für verschiedene Ionen unterschiedlich durchlässig ist. Für K+-Ionen ist sie relativ gut durchlässig, für Na+-Ionen deutlich weniger.
Aufgrund der Konzentrationsunterschiede K+ho¨herinnen,Na+ho¨heraußen entsteht ein chemisches Potential. Dieses treibt die K+-Ionen nach außen und die Na+-Ionen nach innen. Wenn K+-Ionen nach außen diffundieren, wird das Zellinnere negativer, was ein elektrisches Potential aufbaut.
💡 Stell dir das Ruhepotential wie eine geladene Batterie vor: Das Neuron speichert elektrische Energie, die es später für Signale nutzen kann.
Im Gleichgewichtszustand wirkt das elektrische Potential dem chemischen entgegen. Der K+-Ausstrom durch das chemische Potential entspricht genau dem Einstrom durch das elektrische Potential. Dieses Gleichgewicht wird durch Na+/K+-Pumpen aufrechterhalten, die unter ATP-Verbrauch 3 Na+-Ionen nach außen und 2 K+-Ionen nach innen transportieren und so das Natriumleck ausgleichen.