Ihr wollt wissen, wie das Ruhepotential zustande kommt und wodurch Aktionspotentiale erst möglich werden? Dann seid ihr hier genau richtig. Also, los geht's! Wir haben hier die Membran einer Nervenzelle.
Diese besteht aus einer Lipid-Doppelschicht und ist selektiv permeabel, was bedeutet, dass nur bestimmte Stoffe direkt durch sie hindurchwandern können. Dieses Hindurchwandern nennt man übrigens diffundieren. Wie ihr vielleicht wisst, haben wir in unserem Körper sowohl positiv als auch negativ geladene Ionen. Für das Ruhepotential sind folgende Ionen von Belang.
Außerhalb der Zelle haben wir negativ geladene Chlorid-Ionen sowie positiv geladene Natrium-Ionen. Und innerhalb haben wir negativ geladene Proteine sowie positiv geladene Kalium-Ionen. Die Kalium-Ionen haben eine Besonderheit. Sie.
können durch dauerhaft geöffnete Kalium-Ionen-Kanäle in der Membran durch die Membran diffundieren. Da wir auf der Innenseite mehr Kalium-Ionen haben als auf der Außenseite, entsteht ein chemisches Potential. Durch dieses werden die Kalium-Ionen nach außen gedrückt.
Um das Ruhepotential nun zu verstehen, muss man sich die theoretische Ausgangssituation anschauen. Hier hat man wie bereits erwähnt negative und positive Ionen, sowohl außen als auch innen, und es herrscht ein elektrisches Gleichgewicht zwischen den beiden Seiten. Da jetzt jedoch die positiven Kaliumionen durch die Kalium-Ionen-Kanäle nach außen diffundieren, ist dieses Gleichgewicht nicht mehr gegeben, denn wir haben außen mehr positive Ionen als innen.
Dadurch entsteht zusätzlich zum chemischen Potential, welches die Kaliumionen nach außen drückt, auch noch ein elektrisches Potential, durch welches ein Teil der Kaliumionen wieder zurückgezogen wird. Der Punkt, an welchem das chemische Potential Kaliumionen genauso stark nach außen drückt, wie das elektrische Potential sie anzieht, ist der Punkt, an welchem das Ruhepotential anliegt. Genauer gesagt ist das Ruhepotential das elektrische Potential an diesem eben genannten Punkt.
Bei uns Menschen beträgt es ca. minus 70 Millivolt. Das ist jedoch abhängig von der jeweiligen Zelle und der Umgebung. So, jetzt haben wir das Ruhepotential erklärt.
Aber es gibt noch ein Problem, das der Körper lösen muss. Na-Plus-Lagströme. So nennt man es, wenn es Natrium-Ionen irgendwie auf die Innenseite schaffen.
Sie können zum Beispiel ab und zu durch Kaliumkanäle rutschen. Warum sie das tun? Ganz einfach, auch die Natrium-Ionen haben ein chemisches Potential und wollen sich im Raum gleichmäßig verteilen.
Und zusätzlich werden auch sie vom elektrischen Potential nach innen gezogen, da sie positiv geladen sind. Die Lösung des Problems ist die N++-Pumpe, auch bekannt als Natrium-Kalium-Pumpe. Sie tauscht unter Verwendung von ATP, also unter Energieaufwand, drei Natrium-Ionen von innen mit zwei Kalium-Ionen von außen.
Bei jedem Tausch kommt im Endeffekt also ein positiv geladenes Ion nach außen. So wird dem Abbau des elektrischen Potentials, auch genannt Depolarisation, entgegengewirkt. Dieser Prozess läuft andauernd ab und verbraucht sehr viel Energie.
Kleiner Funfact, wenn wir uns im Ruhezustand befinden, wird ca. 20% der Energie, welche wir verbrauchen, für die Natrium-Kalium-Pumpen aufgewendet. So, das war's von diesem Video. Schreibt eure Fragen und Verbesserungsvorschläge gerne in die Kommentare.
Gebt dem Video einen Daumen nach oben, das hilft wie ein Suchalgorithmus. Falls ihr noch mehr Hilfe in Bio brauchen könnt, dann abonniert den Kanal. Wir sehen uns beim nächsten Mal und tschüss.