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| Warum läuft nicht alles K aus der Zelle? Wie kommt es zur Einstellung des Ruhepotentials? Die Antwort auf beide Fragen ist die Abhängigkeit des Ionenflusses von der Membranspannung - vom elektrischen Potential. Wenn keine Spannung über der Membran anliegt (rechts) - das Membranpotential ist dann 0 mV - springt das Ion aus der Pore mit gleicher Wahrscheinlichkeit nach innen und nach aussen. Denn der Ionenkanal selbst gibt keine Richtung vor. Auf das Ion wirkt dann keine elektrostatische Kraft ein. Anders ist das, wenn ein negatives Membranpotential anliegt (unten). Dieses Potential erzeugen die K-Ionen selbst, indem sie - getrieben von ihrem chemischen Potential - durch den Kanal nach aussen diffundieren und dabei ein Defizit an positiven Ladungen im Zellinnern hinterlassen. |  |
| Wenn ein negatives Membranpotential über der Membran liegt, werden die K-Ionen in der Bindestelle elektrostatisch zum Zellinnern hin angezogen: Im elektrischen Feld über der Membran wirkt ein Kraft auf das Ion. Diese Kraft sorgt dafür, dass Sprünge nach innen wahrscheinlicher sind als Sprünge nach aussen. Je weiter negativ das Membranpotential ist, desto stärker ist die Kraft, die das Ion nach innen zieht. Bei etwa -90 bis -80 mV springen die K-Ionen praktisch immer nach innen: der Ausstrom kommt zum Erliegen. Dies ist der Ruhezustand einer gesunden Zelle. Ihr Membranpotential liegt bei etwa -80 mV, und der K-Ausstrom ist vollständig unterdrückt. Das chemische Potential treibt K-Ionen nach aussen. Das elektrische Potential hält Kationen in der Zelle zurück, ist also dem chemischen Potential entgegegerichtet. Beim Ruhepotential sind chemisches und elektrisches Potetial gleich gross! Die Summe aus beiden Potentialen - das elektrochemische Potential - ist im Ruhezustand der Zelle = 0. |  |