Ruhepotenzial einfach erklärt

Im Innern der Nervenzelle befinden sich viele positiv geladene Kalium-Ionen, außerhalb der Nervenzelle nur ganz wenige. Es besteht also ein deutlicher Konzentrationsunterschied. Das führt dazu, dass die positiv geladenen Kalium-Ionen durch Ionenkanäle nach außen diffundieren. Ihre positive Ladung nehmen sie dabei natürlich mit, und so lädt sich die Außenseite der Nervenzelle positiv auf.

Die negativen organischen Ionen "sitzen in der Zelle fest", sie sind zu groß, um nach außen zu diffundieren. Also kommt es im Zellinnern zu einem negativen Ladungsüberschuss.

Je mehr Kalium-Ionen nach außen diffundiert sind, desto positiver wird es auf der Zellaußenseite, und desto negativer auf der Zellinnenseite. Die Membranspannung wird so immer größer (Spannung ist ja nichts anderes als ein Ladungsunterschied).

Je negativer es aber auf der Membraninnenseite wird, desto stärker zieht das Zellinnere die positiven Kalium-Ionen wieder an. Schließlich kommt der Kalium-Ausstrom zum Stillstand. Es hat sich ein Gleichgewichtszustand gebildet, der als elektrochemisches Gleichgewicht bezeichnet wird.

Dieses elektrochemische Gleichgewicht entsteht aus dem "Wettstreit" zweier Triebkräfte, die einander entgegengerichtet sind:

1. Der Konzentrationsunterschied der Kalium-Ionen "drängt" die Kalium-Ionen nach außen.
2. Die negative Ladung der Membraninnenseite "zieht" die Kalium-Ionen zurück in die Zelle.

Wenn jetzt - also nach der Einstellung dieses elektrochemischen Gleichgewichts - ein Biologe kommt und eine Elektrode in die Nervenzelle hineinsticht und eine zweite Elektrode in das Außenmedium hält, wird er eine Membranspannung messen können, weil ja die Innenseite der Membran negativ geladen ist und die Außenseite positiv. Diese Membranspannung, die man im Ruhezustand einer Zelle nach der Einstellung des elektrochemischen Gleichgewichts messen kann, bezeichnet man als Ruhepotenzial.