Man kennt das sogenannte Ruhepotential und das Aktionspotential
bei einer Nervenzelle. Das Aktionspotential wird auch als Nervenimpuls
bezeichnet.
Erst in den vergangenen Jahrzehnten konnte das Geheimnis etwas gelüftet
werden, wie die Natur es schafft, dass der Wechsel in die beiden Zustände ein
Leben lang spielt. Ein Hauptgrund dafür, dass die Vorgänge beliebig oft
reversibel sind (Ruhe-Aktion-Ruhe-Aktion) sind bioelektronische Phänomene der
Nervenzellen.
Es sind dies
Ionen in der Form von K+, Na+
sowie Cl-. Das Na und Cl
erkennen wir sofort als die zwei Elemente für Kochsalz, Natrium
und Chlor. K ist Kalium.
Das Ion wird mit
dem + Zeichen oder - Zeichenangedeutet.
Die Zellmemban ist für diese Ionen unterschiedlich
durchlässig. Relativ leicht können K+-Ionen die
Membran einer nicht erregten Zelle Passieren, so dass entsprechend dem
Konzentrationsgradienten (innen und aussen) ständig Kaliumionen aus der Zelle
austreten. Sie verursachen dabei als
Träger elektrischer Ladungen eine Ladungsverschiebung,
durch die eine positive Aufladung der Membranaussenseite und ein Negativwerden
der an positiven Ladungen verarmenden Innenseite erzielt wird. Es entsteht
zwischen Innen- und Aussenseite der Membran eine Potentialdifferenz, die man
auf Grund der sie verursachenden Ionen als "Kaliumdiffusionspotential"
bezeichnet.
Mit dem Aufbau dieses Potentials wird die Diffusion der Kaliumionen zugleich
abgebremst, da diese von der negativen Ladung der Membraninnenseite
gewissermassen zurückgehalten werden. Die Wanderung der K+-Ionen
wird somit durch zwei Kräfte beeinflusst. Auf Grund ihres
Konzentrationsgradienten diffundieren sie nach aussen, während der
elektrische Gradient des entstehenden Membranpotentials dieser Bewegung
zunehmen entgegenwirkt. Wenn beide Kräfte gleich gross werden, so ist ein
Gleichgewichtszustand erreicht, in dem der Nettoionenfluss durch die Membran
gleich Null wird. Die diesem Gleichgewichtszustand entsprechende
Potentialdifferenz zwischen Innen- und Aussenseite der Zellmembran wird als
Gleichgewichtspotential für K+ bezeichnet.
Umgekehrt wandern durch eine Art Pumpvorgang die Na+-Ionen
in die Zelle und ergeben nach einer gewissen Zeit wieder ein Gleichgewicht.
Als Regulator wirkt auch hier ein Hormon. Beim
Ruhepotential besteht eine Spannung von 60 bis 80 mVolt.
Die Auslösung des Aktionspotentials kann mittels einer Reizelektrode erfolgen
(10-7 A Stromstärke, 1 ms Dauer).
Mit einem elektrischen oder magnetischen Wechselfeld wird genau in diesem
bioelektronischen Vorgang in der Zelle eingegriffen.
Elektrische Ströme
entstehen in Lebewesen überall dort, wo sich Ionen bewegen. Verursacht werden
diese Bewegungen durch reine elektrische oder elektromagnetsiche Felder und
Konzentrationsgradienten der Ionen. Der Zustand ob aufgeladen oder entladen,
dient dem Nervensystem als Hauptinformation über entsprechende
Zustandsänderungen. Es erklärt sich aus der "Ionentheorie der
Erregung" die biologische Störwirkung von elektromagnetischen Feldern.
Es gelang erst in aller jüngster Zeit messtechnisch selbst biomagnetische
Signale festzustellen.