Das Ruhepotential

Was ist das Ruhepotential?

Als Ruhepotential wird der unerregte Zustand der im Körper befindlichen Nervenzellen. Dies wird auch aus negativer Zustand bezeichtnet und lässt sich auf das Ladungsgleichgewicht zwischen den Ionen und Cytoplasmen zurückführen. Auch daran beteiligt ist der Extrazellularraum, der auch wichtig für unsere Nervenimpulse im Körper ist. Ohne eine Aufrechterhaltung eines Ruhepotentials im Körper, ist ein Erhalt des Aktionspotentials nicht möglich.

Ein negatives Potenzial von circa -70mV ( mV ist die Abkürzung für Millivolt ) kann man messen, wenn der Körper in Spannung ist. Dafür misst man das Zellinneren eines Nervenzellenaxons, die Ursache dafür ist in der Ungleichen Verteilung der Ionenkonzentration, die sowohl innerhalb aber auch außerhalb des Axons liegen.

In dem Zellinneren eines Axons befinden sich vor allem ( K+ ), das K+ steht für Kalium und außerdem sind dort organische Anionen, die mit A- gekennzeichnet sind.

Wenn man sich außerhalb des Membranes befindet, trifft man vorangig auf das Na+ ( auch Natrium genannt ) und auf Chlorid ( gekürzt CI ) Ionen. Wenn man sich das Zellinnere und auch das Zelläußere ansieht, wird einem klar, das sie einzig durch ein semipermeable Membran voneinder getrennt sind.

Einzelnd betrachtet, sieht man das die Gesamtladung im Zellinneren und Zelläußeren ausgeglichen, das heißt, dass sich im Zellinneren Ladungen von K+ und A- ausgleichen.

Wenn man es ganz Kausal betrachtet, muss es zu einem Ladungsunterschied beider Ladungen kommen um ein Ruhemembranpotential zu erzeugen. Das heißt, dass es Schlussendlich zu einem Intrazellulär versus Extrazellulär kommt.  Diese entstammen aus der ungleichen Verteilung aus den positiv- und negativ geladenen Ionen zwischen den Zellinnerem und dem Zelläußerem.

Wenn es im Inneren eines Neuron zu einer negativen Ladung kommt, so muss es erst einmal neu aufbauen und muss anschließend dauerhaft beständig sein. Wenn man in das Innere eines Membranes guckt, so sieht man, das es auf Kalium-, Chlorid und Natriumkanälen besteht. Wenn es dazu kommt, dass die beiden letzteren geschlossen sind, so kommt es zu einem Ruhepotential. 
Wenn man sich die Brownsche Molekularbewegung anschaut, so kann man sehen, dass sich die K+ Ionen durch offene Kalium-Kanäle nach außen bewegen. Jedoch dringen sie wirklich nur nach außen, um ein Eindringen durch offene Ionenkanäle zu verhindern. Dadurch wird das Ladungspotential allerdings negativ beeinflusst. Tritt jedoch der Fall ein, dass sie nach außen treten, so wird das Ladungspotential positiv beeinflusst.

Wenn es zu sogenannten Leckströmen kommt, kommen die Na+ Ionen in die Zellen und sorgen damit auf Dauer für einen Ausgleich der Ladungen. Durch den Ausgleich des Extrazellularraum und der Cytoplasmen, kommt es allerdings zur Zerstörung des Ruhepotentials.

Als Ursache dafür, kann man die Diffusion der Teilchen betrachten, denn die Ladungsträger und auch die Moleküle streben dem Ausgleich der Konzentrationen an.

Für den Rücktransport der Na+ Ionen sorgt eine im Membran enthaltende Natrium-Kalium-Pumpe.

Die Natrium-Kalium-Pumpe

Die Natrium-Kalium-Pumpe, die sich in unserem Körper befindet, dient der Aufrechterhaltung unseres Ruhemembranpotentials. Die genaue Erklärung liegt darin, das in einem Zellmembran, welches sich in unserem Körper befindet, eine Ionenpumpe zufinden ist. Diese Ionenpumpe verhilft der Natrium-Kalium-Pumpe beim Erhalt des Ruhemembranpotential zu erhalten.

Zudem wird in regelmäßigen Abständen das Natrium ( auch Na+ genannt ) durch die Leckströme geleitet und dient dadurch einem Ladungs- und Spannungsausgleich in dem Intrazellulären und Extrazellulärenraum. Würde dies jedoch auf Dauer passieren, würde es zu einem Beenden des Ruhepotential.

Wie entsteht ein Ruhepotential?

Den bekanntesten Informationen zu folge, laufen sie nur in eine Richtung über das Axon. Die Synapsen werden aufgenommen und diese sind auch dafür Zuständig, das sie weg von den Nervenzellen geleitet werden und die Informationen anschließend beim Muskel landen. Dieser Vorgang ist dafür gedacht, dass der Muskel es als Ruhemembranpotential oder Aktionspotential verarbeiten kann.

An allen Zellmembranen, die an den lebenden Zellen zu finden sind, befinden sich elektronische Spannungen, die auch Membranspannungen genannt werden. Sie erfolgen aufgrund verschiedenster Kationen und Anionen, die an der Außen und Innenseite eines Membranes zufinden. Dabei ist leicht zu urteilen, bei welchem es sich um das Minus und Plus Pol handelt. Bei den Anionen sind es die Minus und bei den Kationen das Plus. Sie sind auch an verschiedenen Stellen des Membranes zu finden, so sind die Anionen am Membran Inneren und die Kationen am Membran äußeren.

Zudem führen die Inputs an den Nervenzellen, die auch als Reize bezeichnet werden, dass sich das Membranpotential aktiv verändert. Diesen Informationen zufolge, kommt es anschließend dazu, dass das Nervenzentrum diese Informationen, nachdem es das verarbeitet hat, sie an unseren Körper weiterleitet und dadurch entstehen Muskelreizungen. Diese sind jedoch nur möglich, wenn unser Körper in Bewegung ist.

Abschließend ist zu sagen, dass unser Körper in Bewegung sein muss um Muskelreizungen zu erzeugen um diese jedoch wieder abzubauen, muss unser Körper langsam wieder in den Ruhezustand kommen. So kommt es zu dem Ruhemembranpotential.

Fazit

Abschließend ist zusagen, das man dass Membranpotential ( auch Ruhepotential genannt ) im unerregten körperlichen Zustand messbar ist. Aus diesem Grund kann man diesen körperlichen Zustand auch Spannungsdifferenz nennen. Denn wenn unser Körper aktiv war, das heißt, wenn wir Sport gemacht haben, spazieren waren oder auch einfach nur den Haushalt gemacht haben, ist unser Körper in seinem Ruhepotential gestört. Sobald wir aber wieder zur Ruhe kommen, sei es durch ein Nickerchen oder einfach entspannend auf der Couch sitzen, kommt unser Körper wieder zurück ins Ruhemembranpotential. Diese Körperliche Abwechslung ist für uns und auch für unser Wohlbefinden außerordentlich wichtig, denn wir können nicht immer nur alles geben, wir müssen uns auch mal eine Ruhephase gönnen.