Das Ruhepotential
- beschreibt den elektrischen Zustand einer ruhenden Nervenzelle.
- ist Voraussetzung für die Entstehung und Weiterleitung elektrischer Signale (Aktionspotential).
- entsteht durch unterschiedliche Verteilung von geladenen Teilchen (Ionen) im Zellinneren und Zelläußeren.
- beträgt etwa -65 Millivolt (Zellinneres gegenüber Äußeres).
Ruhepotential
Nervenzellen kommunizieren über elektrische Signale. Voraussetzung dafür ist zunächst ein Ruhezustand (Ruhepotential), bei dem positive und negative elektrische Ladungen auf beiden Seiten der Zellmembran ungleich verteilt sind. Nervenzellen ermöglichen dies mit Hilfe kompliziert gebauter Proteine, der Ionenkanäle und Ionenpumpen. Sie sitzen in der Zellmembran und haben eine tunnelartige Öffnung, durch die zum Beispiel Natrium- Kalium- oder Calciumionen hindurchschlüpfen.
Da im Inneren der Nervenzelle die Konzentration von Kaliumionen viel größer ist als außerhalb, strömen die Kaliumionen durch Ionenkanäle in der Membran nach außen. Die meisten negativ geladenen Ionen können die Zellmembran dagegen nicht durchqueren, sodass der Zellinnenraum negativ gegenüber dem Zelläußeren wird. Diese Spannungsdifferenz oder Potentialdifferenz beträgt bei ruhenden Nervenzellen oft -65 Millivolt und entspricht dem Ruhepotential (Ruhemembranpotential).
Die verschiedenen Ionenkanäle können ihre Struktur verändern und dadurch den Durchtritt von Ionen ermöglichen oder verhindern. Dadurch verändert sich auch das Membranpotential der Nervenzelle. So kann das Ruhepotential noch negativer werden, wenn mehr Kalium-Ionenkanäle sich öffnen (Hyperpolarisation). Umgekehrt kann das Membranpotential auch positiver werden, wenn Natrium-Ionenkanäle sich öffnen und dadurch mehr positiv geladene Ionen ins Zellinnere gelangen (Depolarisation).