Donnan-Potential

Ausgangspunkt für die Enstehung der Gibbs-Donnan-Verteilung und des Donnan-Potentials sind ein Kompartiment I, in dem sich 150 Kaliumionen und viele negativ geladene Ionen (z.B. Proteine) befinden, und ein Kompartiment E mit 150 Kaliumionen und 150 Chloridionen, die durch eine Membran getrennt sind.

Würde es sich bei dieser Membran um eine semipermeable Membran handeln, könnten keine Ionen durch diese Membran diffundieren. Es läge Elektroneutralität vor.

Falls die Membran jedoch kleine Ionen passieren ließe, würden zunächst die Chloridionen aufgrund ihres Konzentrationsgradienten von Kompartiment E in das Kompartiment I diffundieren. Da die Membran undurchlässig für die großen negativ geladenen Ionen ist, würden sich negative Ionen in Kompartiment I anreichern. Dadurch würden die positiv geladenen Kaliumionen vom Kompartiment E in das Kompartiment I gezogen, bis für die Kaliumionen und die Chloridionen das Gleichgewichtspotenzial erreicht ist, das dem Donnan-Potential entspricht und etwa -20mV betragen würde.

Das Donnan-Potential würde zu einem für die Membran schädlichen osmotischen Überdruck in Kompartiment I führen. Aus diesem Grund muss in Zellen die Enstehung des Donnan-Potentials verhindert werden, was Aufgabe der Natrium-Kalium-Pumpe ist.