Der elektrische Zell-Potentialausgleich

In der Folge wird das Modell Zellpotentialausgleich ausführlicher behandelt: Wir stützen uns für die grundlegenden Sachverhalte auf Schulbuchwissen. Dieses Modell liegt in der Begriffswelt der Elekrotechnik/Elektronik. Ein wichtiger Begriff, den wir der Chemie bzw. Elektrochemie entlehnen müssen, ist die Dissoziation (lat.): Auflösung, Trennung. Es ist ein Zerfall von Molekülen und chem. Verbindungen, die sich in Lösungen befinden, in Ionen, also in elektrisch geladenen Teilen. Der Dissoziationsgrad ist das Verhältnis der Zahl der gespalteten Moleküle zur Zahl der in der Lösung befindlichen Moleküle.
Beispiel: Kochsalz (NaCl): Dieses dissoziert sich nicht nur in Wasser sondern auch im Blut und in der Zellflüssigkeit in seine Teile. Na (Natrium) und Cl (Chlor).; Es entstehen die Ionen Na+ und Cl. An den Plus und Minus zu den chemischen Formelzeichen erkennt man, dass es sich um Ionen handelt.

Auch in der Luft befinden sich überall feinste Teile als Feststoffpartikel oder flüssige Stoffe, die elektrisch geladen sind. Diese werden ebenfalls Ionen genannt und machen je nach ihrer Menge die elektrische Leitfähigkeit der Luft aus. Die Ionenzahl in der Luft ist im Freien sehr unterschiedlich. Auf 1000 Metern Höhe bestehen die niedrigsten, im Talboden, vor allem in Ballungsgebieten, die höchsten Werte. Die Ionen in der Luft haben insofern eine wichtige Bedeutung, als diese durch ihre elektrische Ladung leichter über einen Reinigungsprozess mit dem Regen aus der Luft entfernt werden können. Luftkurorte sollten in Gegenden mit tiefen Luftionen-Werten sein. Der Mensch erholt sich in einer Gegend mit wenig Luftionen besser als an einem durch Ionen belasteten Ort.

Völlig anders ist die Situation der Ionen im Körper, im Blut und in den Körperzellen. Hier haben die Ionen eine zentrale Stoffwechselfunktion, die über das ganze Leben nie unterbrochen werden darf. Der Stoffwechsel (von der Nahrungsaufnahme bis zur Ausscheidung) bedingt eine minimale Menge an Ionen, welche dank ihrer Ladung gleichsam ein elektrisches Pumpsystem für den Stoffwechsel (in die Zellen und aus den Zellen) darstellen. Man spricht von einer Dissotiationskonstanten. Auf das Blut und die lebenden Zellen bezogen soll sich die Ionenzahl nur innerhalb einer bestimmten Bandbreite bewegen, da sonst die reibungslose Zellfunktionen beeinträchtigt wird. Alkohol senkt die elektrische Dissoziation im Blut erheblich. Wenige Promille Alkohol im Blut ergeben bereits Gleichgewichts- und Reaktionsstörungen, Dies unter anderem, weil die Ionenzahl für eine normale Funktion des Stoffwechsels zu gering ist. Umgekehrt erhöht eine zu grosse Salzzufuhr die Ionenzahl über das optimale Mass. Mit verhältnismässig kleinen Mengen an Nahrungs- und Genussmittelbestandteilen wird auf den Chemismus, speziell aber auf die Bioelektronik im Zellhaushalt des Körpers Einfluss genommen.

Das sogenannte Zellpotential ist der Schlüsselbegriff für die Ionenkonzentration innerhalb und ausserhalb der Zelle.

Man weiss heute, dass die obrigen bioelektronischen Phänomene im Tier- und Pflanzenkörper zu finden sind, wo Ladungen von ionisierten Molekülen oder Ionen zum Auftreten von elektrischen Potentialen und Strömen führen. Die elektrischen Potentialdifferenzen in den Organismen sowie zwischen Organismus und Umwelt beruhen auf Unterschieden der Ionenkonzentrationen.

Elektrische Ströme entstehen in Lebewesen überall dort, wo sich Ionen bewegen.
Verursacht werden diese Bewegungen durch
elektrische Felder und Konzentrationsunterschiede der Ionen.

 

Grundlage für die Informationsübertragung im Nervensystem sind elektrochemische Prozesse im Bereich der Zellmembarn. Unterschiede der Ionenkonzentration zwischen Innen- und Aussenseite der Membran führen zum Auftreten von elektrischen Spannungsunterschieden, die kurz als "Membranpotential" bezeichnet werden. Membranpotentiale lassen sich an allen Zellen nachweisen. Den Nervenzellen dienen Änderungen des Membranpotentials als Träger der übermittelten Informationen. Zweckmässigerweise wird bei der Nervenzelle sowie den ebenfalls erregbaren Sinnes- und Muskelzellen das normale, unbeeinflusste Membranpotential, das "Ruhepotential" von der reversiblen Änderung dieses Potentials des "Aktionspotential" unterschieden.

 

Wie beweist man im Labor die Funktion Zellpotential? Man macht sich dafür die Tatsache zunutze, dass eine Nervenfaser auf einfachste Weise durch elektrische Reize erregt werden kann. Siehe auch "Muskelreizumg Elektroneurographie"

 

 


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