Aktionspotential / Ruhepotential / Membranpotential (Ruhepot

MK*** · Gast

Meine Frage:
Hallo, ich schreibe Morgen eine Biologie LK Klausur zum Thema Neurobiologie. Schwerpunkt liegt auf dem Ruhe- und Aktionspotential. Ich hab aus meinen Stichpunkten nun einen Text zusammen gefasst, und wollte euch mal drum bitten Stellung dazu zu nehmen:)
Verbesserungsvorschläge
Fehler (Inhaltlich, wie aber auch Formal, weil ich bin mir bei einigen Sätzen nicht ganz sicher ob man das so schreiben kann..)
Danke schonmal im vorraus:)

Ruhepotential:

Zwischen dem Cytoplasma und der Zwischenzellflüssigkeit besteht eine elektrische Spannung. Im Cytoplasma liegt ein Überschuss an negativ geladenen Ionen (Kationen) und im Außenmedium ein Überschuss an positiv geladenen Ionen (Anionen) vor.
Die unterschiedlichen Ladungen werden durch die Zellmembran getrennt, dadurch entsteht eine elektrische Spannung über der Membran (Membranpotential). Die Axonmembran besteht aus einer Lipiddoppel Schicht. Der Kopf des Membranlipids ist hydrophil (wasserliebend) und besitz eine Teilladung, die ungeladenen Fettsäure Ketten sind allerdings hydrophob(wasserabweisend). Die Membran enthält außerdem Ionenkanäle die selektiv für K+- Ionen und immer geöffnet sind. Die Membran ist also selektiv permeabel.
Das Ruhepotential beruht auf der Ungleichverteilung der Kalium Ionen (K+- Ionen) im Intra - und Extrazellularraum. Im Cytoplasma liegt ein Überschuss an K+- Ionen vor, hingegen der Extrazellularraum nur sehr weniger K+- Ionen enthält. Aufgrund ihres hohen Konzentrationsgefälles (das Streben nach Konzentrationsausgleich) diffundieren die K+- Ionen in den Extrazellularraum. Dadurch entsteht ein Überschuss an negativer Ladung Innen, und ein Überschuss an positiver Ladung Außen. Einige der wegdiffundierten K+- Ionen werden aber von den negativen Cl- Ionen im Intrazellularraum zurückgezogen, denn Träger unterschiedlicher Ladungen ziehen sich an. Also diffundieren K+- Ionen aufgrund ihres Konznetrationsgefälles nach Außen und aufgrund ihres Ladungsgefälles nach Innen.
Auch Natrium Ionen (Na+) und Chlorid Ionen (CL-) können die Membran durchdringen und haben somit ebenfalls Einfluss auf das Ruhepotential.
Natrium und Chlorid Ionen liegen im Extrazellularraum im Überschuss vor und kommen hingegen im Intrazellularraum nur in sehr geringer Konzentration vor. Im Ruhezustand sind einiger Na+ - Kanäle geöffnet. Mit einem geringen Einstrom diffundieren die Na+ Ionen sowohl aufgrund ihres Konzentrationsgefälles als auch wegen ihrem Ladungsgefälle nach Innen. Sie streben nach Konzentrationsausgleich und werden von der negativen Ladung im Intrazellularraum angezogen.
Nun kommt die Natrium- Kalium- Pumpe zum Einsatz. Sie pumpt unter ATP verbrauch die Natrium Ionen wieder nach Außen und die Kalium Ionen wieder nach Innen. Somit trägt sie zur Aufrechterhaltung des Ruhepotentials hinzu.
Die Cl- -Ionen wandern aufgrund ihres Konzentrationsgefälles nach Innen (Außen Überschuss an Cl- Ionen). Im Intrazellularraum werden sie jedoch von der negativen Ladung abgestoßen und von der positiven Ladung im Extrazellularraum wieder angezogen. Der Ein- und Ausstrom von Chlorid Ionen steht nahe zu im Gleichgewicht.
Zuletzt sind noch die negativ geladenen Protein Anionen zu bemerken. Die Anionen verharren im Cytoplasma, da sie die Membran nicht durchdringen können und tragen so zur negativen Ladung im Intrazellularraum bei.

Aktionspotential:
Das Aktionspotential ist die Veränderung des Membranpotentials, die durch spezialisierte, Spannungsabhängige Ionenkanäle erzeugt wird. Eine wesentliche Rolle bei der Entstehung von Aktionspotentialen spielen positiv geladene Natrium Ionen.
Ein Aktionspotential entsteht durch die Überschreitung eines bestimmten Schwellenwertes und einer darauf folgenden raschen, kurzzeitigen Veränderung des Membranpotentials durch Öffnen und Schließen bestimmter Ionenkanäle. Ein Aktionspotential ist also ein schneller Wechsel von einer Depolarisierung von +30mV zu dem ursprünglichen Ruhezustand zurück.
Als Depolarisierung versteht man die Änderung des Membranpotentials zu wesentlich weniger stark negativen Werten gegenüber dem Ruhepotential. Ihr gegenüber steht die Hyperpolarisation, hier kommt es zu deutlich stärker negativen Werten.
Aktionspotentiale entstehen durch Erregung und entstehen im Axonhügel. Ein Aktionspotential tritt entweder in voller Höhe oder gar nicht aus (Alles- oder- nichts- Gesetz). Durch Aktionspotentiale hat die Nervenzelle die Möglichkeit Informationen zu übertragen. Ein Aktionspotential wird über das ganze Axon geleitet. Mit zunehmender Erregung sinkt der zeitliche Abstand zwischen zwei Aktionspotentialen. Somit ist die übermittelte Information in der Frequenz der Aktionspotentiale verschlüsselt.
Die Axonmembran enthält neben immer geöffneten, Spannungsunabhängigen K+ -Kanäle noch weitere Spannungsabhängige Na+ und K+ Kanäle. Während des Ruhepotentials sind die Spannungsgesteuerten Kanäle geschlossen, wenn aber eine Depolarisierung einen bestimmten Schwellwert überschreitet, öffnen sich einige Na+- Kanäle. Die Spannungsabhängigen K+ Kanäle sind zu nächst geschlossen, doch die Spannungsunabhängigen K+- Kanäle sind immer offen.
Durch die zunächst wenige geöffnete Na+ Kanäle strömen nun Na+ Ionen entsprechend ihres Konzentrationsgefälles ins Innere der Zelle ein. Dies führt zu einer weiteren Depolarisierung und somit öffnen sich auch weitere Na+ Kanäle. Man spricht von einer positiven Rückkopplung (Einstrom Na+ Ionen? Depolarisierung? Öffnung weiterer Na+ Kanäle? verstärkter Na+ Ionen Einstrom). Die Anzahl der geöffneten Kanäle nimmt also stark zu und somit auch der Einstrom der Na+ Ionen. Es strömen nun mehr Na+ Ionen nach Innen als K+ Ionen in derselben Zeit in das Außenmedium. Dadurch entsteht ein positiver Ladungsüberschuss im Cytoplasma. Die Ladungen haben sich also gegenüber dem Ruhepotential umgekehrt. Im Intrazellularraum haben wir also nun einen Überschuss an positiver Ladung und im Extrazellularraum an negative Ladung vorliegen. Die Na+ Kanäle schließen sich nach kurzer Zeit wieder, auch wenn der Auslöser für das Öffnen der Kanäle noch wirksam bleibt. Dementsprechend dauert die Depolarisierung an. Während der so genannten absoluten Refraktärzeit bleiben die Natrium Kanäle geschlossen, egal wie stark die Depolarisierung zu dem Zeitpunkt ist. Danach, also in der relativen Refraktärzeit, können die Na+ Kanäle durch eine besonders starke Depolarisierung wieder geöffnet werden.
Die Spannungsabhängigen K+ Kanäle öffnen und schließen sich wesentlich langsamer. Sie öffnen sich erst dann wenn die Na+ Kanäle sich bereits zu schließen beginnen. Auch die K+ Kanäle werden durch eine Depolarisierung geöffnet. Mit zunehmendem K+ Ausstrom, kehrt der ursprüngliche Ruhezustand schneller ein. Dabei kann über einen kurzen Zeitraum auch eine Hyperpolarisierung eintreten, nämlich dann wenn mehr K+ Kanäle als im Ruhezustand geöffnet sind und alle Natrium Kanäle geschlossen sind. Wenn die K+- Kanäle sich schließen ist der ursprüngliche Zustand wieder erreicht.

Meine Ideen:
Vielen Dank:)

Firelion · Anmeldungsdatum: 27.08.2009 Beiträge: 1878

Hi,
Das Einzige was mir beim Überfliegen aufgefallen ist, dass du schreibst Anionen seien positiv geladene Ionen. Das stimmt so nicht, denn Kationen sind positiv geladen, Anionen sind negativ geladen.
LG Firelion