Depolarisation

Biologische Membranen in intakten Zellen sind immer polarisiert. Diese Polarisation bezeichnet man als Ruhemembranpotential. Dieses Membranpotential entsteht aufgrund von unterschiedlichen Ionenkonzentrationen auf beiden Seiten der Membran.

Elektrisch leitende Zellen (z.B. Neuronen) werden beim Durchlauf eines Aktionspotentials vollständig depolarisiert. Das Membranpotential bzw. die Ladung der Membran wird schwächer, weil sich verschiedene Ionenkanäle in der Membran öffnen. Durch diese geöffneten Kanäle können Ionen diffundieren und das bestehende Membranpotential dadurch herabsetzen. So kommt es zum Beispiel zum Ausstrom von Kaliumionen und zum Einstrom von Natriumionen in die Zelle.

Die Verlagerung von Ionen führt zu einem Ausgleich des Membranpotentials und schließlich zu einer Ladungsumkehr. Beim Aktionspotential ist die Membran kurzzeitig (1 ms) entgegengesetzt polarisiert. Nach Durchlauf eines Aktionspotentials werden die Ionen wieder aktiv unter Energieverbrauch zurück durch die Membran gepumpt, so dass sich das ursprüngliche Membranpotential wieder aufbaut (Repolarisation).

Wenn das Ruhemembranpotential -70 mV beträgt, wäre eine Änderung um 10 mV auf -60 mV eine unterschwellige Depolarisation. Im Rahmen eines Aktionspotentials ist die Depolarisation vollständig: Das Membranpotential sinkt auf 0 mV, so dass eine Änderung um 70 mV vorliegt.

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