Physikalische Grundlagen des menschlichen Herz-Kreislaufsystems

Kapitel 5 Elektrische Phänomene der Muskelzelle
Mit Hilfe der obigen Nernstschen Gleichung ist es möglich, die Größe des Ruhepotentials
einer lebenden Zelle in erster Näherung zu berechnen - sie gilt aber auch ganz
allgemein für nichtbiologische Systeme gleicher Anordnung.
Im Realfall sind Cl- ,K + , Na + Ionen beteiligt, für die sich folgende Werte (gerundet)
ergeben [19]:
Ionen c 1 /c 2 U (in mV)
[Na + ] 9,7 -60
[Cl - ] 13,9 -70
[K + ] 0,03 +90
5.2.4 Ionale Mechanismen
In einer Zelle werden durch die Zellmembran natürlich verschiedenste Ionen voneinander
getrennt, jedoch nur Natrium-,Kalium- und Chlorionen spielen für das Zustandekommen
des Membranenpotentials eine Rolle.
Die Membranen von Nervenzellen verhalten sich wie kationen-permeable Membranen,
die lediglich K + -Ionen völlig ungehindert durchlassen. Innerhalb der Zelle befinden
sich viele K + -Ionen und wenige Na + -Ionen, im Außenraum liegen die Verhältnisse
genau umgekehrt.
Aus den vorher beschriebenen Gründen kommt es daher zu einem Aufbau des Ruhepotentials
von 70 bis 90 mV, innen negativ uns außen positiv.
Beim Zustandekommen des Aktionspotentials wirken Membranpotentialänderungen,
Veränderungen der Ionenleitfähigkeit und Ionenströme in komplizierten kausalen
Verknüpfungen zusammen.
Tritt eine Depolarisation an einer Zelle auf (Verminderung der positiven Ladungen
im Außenraum), so vergrößert sich hierdurch die Natriumpermeabilität der Zellmembran
(bis auf das 100fache des Ruhewertes). Natrium-Ionen können durch bisdahin
verschlossenen Poren ins Innere der Zelle gelangen. Der Einstrom der Na + -Ionen
bedeutet dabei, daß sich die Spannung von -90 mV zu positiveren Werten verschiebt,
und zwar bis zu 30 mV.
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