Erregung von Nerven- und Muskelzellen/Ruhepotential


  • Voraussetzung ist die ständige Aufrechterhaltung einer Potentialdifferenz zwischen dem Zytosol und dem Interstitium Ruhepotential

  • beruht auf der untersch. Ionenverteilung zwischen beiden Medien und den Eigenschaften der Kanalproteine


 

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Entstehung des Ruhepotentials

 

 


  • Inneres der Zelle: negatives Potential

  • Außenmedium: positives Potential

  • bei Messung: Potentialdifferenz von –70 mV Membranpotential der ruhenden Zelle = Ruhepotential

  • für jede Zellart charakteristische Werte: -60 bis -100 mV

  • Ursache: untersch. Ionenverteilung, die durch aktiven Membrantranspot. aufrecht gehalten wird

  • durch Na/K-ATPase pro Pumpzyklus: 3 Na nach außen und 2 K nach innen

  • Extrazellularraum hat höhere Na- Konz.

  • Intrazellularraum hat höhere K-Konz. 30 mal höher als extrazellulär

  • Ion

    Konz. intrazell.

    (mmol/l)

    Konz. extrazell.

    (mmol/l)

    Potential

    (mV)

    K+

    120

    4

    -90

    Na+

    14,5

    145

    +61

    Cl-

    4

    115

    -89


  • K-Kanäle in der Membran sind gut permeabel K diffundiert nach dem Konz.-Gefälle nach außen

  • Membran wird wie ein Kondensator außen positiv aufgeladen K-Auswärtsdiffusion vermindert sich solange bis sie mit der K-Einwärtsdiffusion ein Gleichgewicht bildet

  • elektrisches Potential bei dem der K-Ausstrom zum erliegen kommt nennt man Gleichgewichtspotential

  • in Ruhe ist die Membran für Na fast undurchlässig und für Cl nur wenig durchlässig

  • Ruhepotential ist überwiegend ein K-Diffusionspotential



Berechnung des Gleichgewichtspotentials


  • allgemein nach der Nernst-Gleichung

  • Potential E folgt dem natürlichen Log des Verhältnisses von äußerer Ionenkonz. [I]a zur inneren Ionenkonz. [I]i


E = R * T/z * F * ln [I]a/[I]i

R = allgm. Gaskonstante

T = absolute Temperatur

z = Wertigkeit des Ions

F = Faraday-Konstante


  • fasst man die Größen zusammen, so gilt für K:

E = -61 * log [K]i/[K]a = -61 * log 30 = -90 mV


  • gemessenes RP für Nervenzellen: -70 bis –80 mV; für Muskelzellen: -80 bis –90 mV


2.4.13 13:58

Letzte Einträge: Aminosäuren/ Neurotransmitter, Elektrische Synapsen, Erregungsauslösung an Rezeptoren, Reiztransduktion und Erregungsbildung

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