Was ist Membranpotential?
Ein Membranpotential ist die Spannung, die über die Membran einer Zelle existiert. Es ist auch als Transmembranpotential bekannt und ist besonders wichtig in Nervenzellen oder Neuronen. Das Membranpotential wird durch eine elektrische Potentialdifferenz zwischen Inneren und Außenseite der Zelle verursacht. Wenn ein Neuron in Ruhe ist, was bedeutet, dass es keinen Nervenimpuls abfeuert, hat das Innere seiner Zellmembran im Vergleich zum Außenbereich der Zelle eine negative Ladung. Dies resultiert aus verschiedenen Konzentrationen von geladenen Ionen unmittelbar innerhalb und außerhalb der Membran. Stattdessen ermöglichen spezielle Passagen, die als Ionenkanäle bekannt sind, Kaliumionen durch die Zellmembran, wodurch die positive Ladung innerhalb der Zelle verringert wird. Ionenpumpen in der Membran verwenden Energie, um Natriumionen aus der Zelle zu pumpen, während Kalium für jedes Paar einpumptVon Kaliumionen, die von diesen Ionentransportern in die Zelle bewegt werden, werden drei Natriumionen nach außen bewegt, was zu einem Gesamtverlust der positiven Ladung aus der Zelle führt. Negativ geladene Proteinmoleküle in der Zelle werden ebenfalls daran gehindert, zu gehen.
Zusammen erzeugen diese Faktoren eine negative Ladung innerhalb der Zelle im Verhältnis zu Außenseite, die das Membranpotential bildet. Das Potential ist in Ruhe konstant, aber Veränderungen in Nervenzellen, wenn Impulse von einem Neuron auf ein anderes übertragen werden. Während der Übertragung von Nervenimpulsen tritt ein als Aktionspotential bezeichnetes Potential auf, bei dem die Zellmembran einen Prozess durchläuft, der als Depolarisation bezeichnet wird. Nach dem Aktionspotential kehrt das Membranpotential in seinen normalen Ruhezustand zurück, der normalerweise als Differenz von -70 Millivolts zwischen Innen- und Außenseite der Membran gemessen wird.
Das Aktionspotential beginnt, wenn ein NervenstimUlus kommt in der Zelle an und eröffnet spezielle Natriumkanäle in der Zellmembran. Positiv geladene Natriumionen gehen in die Zelle ein, und das Membranpotential ändert sich und werden weniger negativ. Wenn ein als Aktionsschwellenwert bezeichneter Punkt erreicht ist, öffnen sich viele weitere Natriumkanäle und die Innenseite der Zellmembran wird positiv aufgeladen, die Rückseite des Normalen.
Um den Höhepunkt des Aktionspotentials, können Kaliumkanäle geöffnet und Kalium aus der Zelle überflutet. Dies macht das Innere der Zelle negativer, so dass die Membran repolarisiert wird. Auch Natriumkanäle schließen um diese Zeit. Normalerweise überträgt die Repolarisation und kehrt allmählich zum normalen Ruhemembranpotential zurück. Dieser Prozess der Umkehrung des Membranpotentials, um ein Aktionspotential zu schaffen, ermöglicht es, dass Impulse entlang der Nerven übertragen werden.