Membranpotenzial

Membranpotenzial,

 

Biologie: Bezeichnung für die elektrische Potenzialdifferenz, die an der Zellmembran zwischen dem Zellinneren und dem Außenmilieu der meisten pflanzlichen und tierischen Zellen im Ruhezustand besteht. Das normale Membranpotenzial von Nerven-, Sinnes- oder Muskelzellen heißt Ruhepotenzial. Sinkt es unter oder übersteigt es einen bestimmten Schwellenwert, spricht man von Depolarisation oder von Hyperpolarisation. Das Membranpotenzial beruht auf der unterschiedlichen Verteilung von Ionen im Innen- und Außenmilieu der Zelle in Verbindung mit der unterschiedlich großen Durchlässigkeit der semipermeablen Membran für bestimmte Ionen. Im Zellinneren sind vorwiegend Kaliumionen (K⁺-Ionen) und als Anionen vorliegende Proteine, dagegen wenig Natriumionen (Na⁺-Ionen). Außerhalb der Zelle befinden sich hauptsächlich Natrium- und Chloridionen (Cl^--Ionen). Die ungleiche Verteilung der Natrium- und Kaliumionen wird durch aktive Transportmechanismen erzeugt und aufrechterhalten. Da die Zellmembran stärker durchlässig für K⁺-Ionen ist als für Na⁺-Ionen und andererseits die K⁺-Ionen dem für sie bestehenden Konzentrationsgefälle folgen und dieses auszugleichen versuchen, werden positive Ladungen auf die Außenseite der Membran transportiert. Das Zellinnere wird negativ gegenüber dem Äußeren. Das entstehende elektrische Potenzial wirkt nun einem weiteren Austreten von K⁺-Ionen entgegen; ein Gleichgewichtszustand stellt sich ein (Donnan-Gleichgewicht). Eine kurzfristige, positive Änderung (mit Ladungsumkehr außen/innen) des Membranpotenzials ist das Aktionspotenzial.