Was ist Ruhepotential?

Ruhepotential ist der Unterschied in der Spannung über eine Zellmembran und wird manchmal als Ruhespannung bezeichnet. Bestimmte Arten von Zellen, wie Neuronen und Muskelzellen, verwenden das Ruhepotential, um Veränderungen innerhalb der Zelle und im Körper zu erstellen. Aktionspotentiale, Muskelkontraktion und das Erstellen oder Verändern von Gleichgewichtsprozessen in der Zelle beinhalten das Ruhepotential der Membran. Da Ionen entweder positiv oder negativ aufgeladen sind, erzeugen sie einen Ladungsunterschied zwischen diesen verschiedenen Kompartimenten und machen einen Unterschied im elektrischen Potential. Oft wollen die Zellen diesen Unterschied über eine Membran aufrechterhalten, indem sie Proteinionenpumpen und -kanäle verwenden. Wenn eine elektrische Potentialdifferenz aufrechterhalten wird, wird sie als Ruhepotential bezeichnet.Für eine Membran sind Natrium (Na) und Kalium (K) Ionen. Im Allgemeinen ist die Konzentration von k ⁺ innerhalb der Zelle größer als außen, während die Konzentration von Na ⁺ außerhalb der Zelle größer ist als innen. Dieser Unterschied wird durch eine Membranproteinpumpe aufrechterhalten, die als Na ⁺/k ⁺ -ATPase bezeichnet wird und die Adenosintriphosphat (ATP) verwendet, um Energie zu erhalten, um die relativen Konzentrationen aufrechtzuerhalten. Die Pumpe enthält drei Na < -Sup>+ -Ionen in die Zelle für zwei K ⁺ -Ionen, die sie exportiert, was dem Innenraum der Zelle eine negativere Ladung verleiht. Dieses Ruhepotential ist besonders wichtig für Neuronen, die den Spannungsunterschied zum Brandbekämpfungspotentiale verwenden.

In Neuronen und anderen Zellen im Nervensystem wird ein Aktionspotential erzeugt, wenn das Ruhepotential gestört wird. Das Aktionspotential beginnt mit einem Zustrom von Na ⁺ ionen in das CELL durch bestimmte Ionenkanäle, die eine Depolarisation des Membranpotentials erzeugen, sobald ein bestimmter Schwellenwert erfüllt wurde. Hier wird das Aktionspotential erzeugt und das elektrische Signal über das Neuron übertragen. Nach dem Spike in Na ⁺ öffnen sich mehr spannungsgesteuerte Ionenkanäle, wobei K ⁺ aus der Zelle freigegeben wird, ein Schritt im Aktionspotential als Hyperpolarisation bezeichnet, wobei das Membranpotential unter der normalen Ruhespannung fällt. Die Zelle wird dann ihr Ruhepotential mit der Na ⁺/k ⁺ -ATPase im Prozess der Repolarisation wiederhergestellt.

Calcium (CA) -Ionen sind auch wichtig für die Aufrechterhaltung des Ruhemembranpotentials in Muskelzellen. Die Ca < -Sup> 2+ -Ionen werden in einer Organelle gespeichert, die als sarkoplasmatisches Retikulum bezeichnet wird und Proteinpumpen enthält, um hohe Konzentrationen an Ca < -Sup> 2+ innerhalb des Kompartiments aufrechtzuerhalten. Wenn eine Muskelzelle sich zusammenziehen soll, löst ein elektrisches Signal den sarkoplasmatischen Retikul ausUm das Ruhepotential. Das Kompartiment kann dann öffnen und Ca ²⁺ Ionen in die Zelle freisetzen, die an die Fasern binden, die es dem Muskel zusammenziehen lassen.