Die Hauptunterschied zwischen Depolarisation und Repolarisation besteht darin, dass die Depolarisation ist der Verlust des Ruhemembranpotentials aufgrund der Änderung der Polarisation der Zellmembran, während Repolarisation die Wiederherstellung des Ruhemembranpotentials nach jedem Depolarisationsereignis ist. Außerdem wird die innere Membran während der Depolarisation weniger negativ geladen, während die negative Ladung der inneren Membran während der Repolarisation wiederhergestellt wird.

Depolarisation und Repolarisation sind zwei aufeinander folgende Ereignisse, die in der Zellmembran während der Übertragung von Nervenimpulsen auftreten.

Schlüsselbegriffe

1. Was ist Depolarisation? – Definition, Ruhemembranpotential, Aktionspotential 2. Was ist Repolarisation? – Definition, Kaliumkanäle, Bedeutung 3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Depolarisation und Repolarisation? – Überblick über die gemeinsamen Funktionen 4. Was ist der Unterschied zwischen Depolarisation und Repolarisation? – Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe

Aktionspotential, Depolarisation, Kaliumkanäle, Repolarisation, Ruhemembranpotential, Natriumkanäle

Was ist Depolarisation?

Depolarisation ist die Änderung des Ruhemembranpotentials auf einen positiveren Wert. Das Ruhemembranpotential ist das Potential über die Zellmembran im Ruhezustand, das -70 mV beträgt. Dies bedeutet, dass das Zellinnere im Vergleich zum Zelläußeren stärker negativ geladen ist. Das Ruhemembranpotential wird aufrechterhalten durch:

1. die kontinuierliche Diffusion von Kaliumionen aus der Zelle;
2. die Wirkung der Natrium-Kalium-Pumpe, die 3 Natriumionen aus der Zelle pumpt, während sie zwei Kaliumionen in die Zelle befördert; und
3. das Vorhandensein von stärker negativ geladenen Ionen wie Proteinen und Phosphationen im Zellinneren.

   

   Abbildung 1: Generierung eines Aktionspotentials

Wenn ein Aktionspotential feuern möchte, wird durch das Öffnen von Natriumkanälen ein Depolarisationsstrom erzeugt, der es mehr Natriumionen ermöglicht, in die Zelle einzudringen. Dadurch sinkt die negative Ladung im Zellinneren. Wenn das Membranpotential -55 mV erreicht, wird das Aktionspotential gezündet. Bei der Übertragung eines Nervenimpulses in Form eines Aktionspotentials beträgt das Membranpotential über die Zellmembran +30 mV.

Was ist Repolarisation?

Repolarisation ist das Ereignis, durch das das Membranpotential nach der Depolarisation der Zellmembran wieder in das Ruhemembranpotential umgewandelt wird. Nach der Depolarisation werden die Natriumkanäle, die die weniger negative Ladung im Inneren verursachen, geschlossen, während die Kaliumkanäle aufgrund der Anwesenheit von mehr positiven Ionen im Inneren geöffnet werden. Dies führt dazu, dass Kaliumionen aus der Zelle heraus wandern, wodurch das Zellinnere negativer wird. Schließlich stellt der Repolarisationsprozess das Ruhemembranpotential wieder her.

Abbildung 2: Bewegung von Ionen während eines Aktionspotentials

Die Repolarisation löst im Gegensatz zum Depolarisationsereignis keine mechanische Aktivität durch Signalgebung an die Effektororgane wie Muskeln aus. Die Repolarisation ist jedoch unabdingbar, um durch die zweite Depolarisation die Zellmembran für die Weiterleitung eines zweiten Nervenimpulses bereit zu machen.

Ähnlichkeiten zwischen Depolarisation und Repolarisation

Unterschied zwischen Depolarisation und Repolarisation

Definition

Depolarisation bezieht sich auf die Bewegung des Membranpotentials einer Zelle auf einen positiveren Wert, während sich Repolarisation auf die Änderung des Membranpotentials bezieht und zu einem negativen Wert zurückkehrt.

Änderung des Membranpotentials

Die innere Membran wird während der Depolarisation weniger negativ, während die Repolarisation die innere Membran negativ macht.

Membranpotential

Während die Depolarisation das Membranpotential erhöht, verringert die Repolarisation das Membranpotential und stellt das Ruhemembranpotential wieder her.

Aktionspotential

Die Depolarisation erleichtert das Auslösen eines Aktionspotentials, während die Repolarisation das Auslösen eines Aktionspotentials verhindert.

Ionenkanäle

Das Öffnen von Natriumkanälen bewirkt eine Depolarisation, während das Schließen von Natriumkanälen und das Öffnen der Kaliumionenkanäle eine Repolarisation bewirken.

Bedeutung

Während die Depolarisation zur Stimulierung von Effektororganen wie Muskelkontraktionen führt, führt die Repolarisation nicht zur Stimulierung des Effektororgans.

Abschluss

Depolarisation ist der Prozess, durch den das Ruhemembranpotential verringert wird, was das Auslösen eines Aktionspotentials erleichtert. Die Repolarisation ist jedoch der nachfolgende Prozess, durch den das Ruhemembranpotential wiederhergestellt wird. Die Öffnung von Natriumkanälen ist für die Depolarisation der Zellmembran verantwortlich, während die Öffnung der Kaliumkanäle für die Repolarisation verantwortlich ist. Der Hauptunterschied zwischen Depolarisation und Repolarisation ist der Einfluss auf das Ruhemembranpotential.

Referenz:

1. Emilie. „Fragen und Antworten: Neuronendepolarisation, Hyperpolarisation und Aktionspotentiale.“ Khan Academy, Khan Academy, hier verfügbar2. Samuel, Leslie. „010 Repolarisation: Phase 2 des Aktionspotentials.“ Interactive Biology, mit Leslie Samuel, Interactive Biology, mit Leslie Samuel, 10. Januar 2016, hier erhältlich

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „1221 Aktionspotential“ Von OpenStax (CC BY 4.0) über Commons Wikimedia 2. „Der Prozess, wie Aktionspotential durch ein Neuron geht“ Von Giovanni Guerra – Eigene Arbeit (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia