Depolarisation (Physiologie)
Als Depolarisation bezeichnet man in der Zellphysiologie eine Änderung des Membranpotentials in Richtung positiver (bzw. weniger negativer) Werte. Dabei wird der Begriff Depolarisierung unabhängig von den Ursachen (passiv oder aktiv durch Änderung der Membraneigenschaften) und dem Ereignis (Aktionspotential, Postsynaptisches Potential, erregbare Zellen bei Pflanzen, etc.) verwendet.
Beispiel: In Nervenzellen herrscht aufgrund ihrer spezifischen Membran mit spezifischen Ionenkanälen von Natur aus intrazellulär ein Überschuss negativer Ionen, die Zelle ist polar (innen negativer als außen). Strömen nun positive Ionen ein, verringert sich die Polarität, weil das Verhältnis positiver und negativer Ionen ausgeglichen wird, die Zelle depolarisiert. Dasselbe würde für den Ausstrom negativer Ionen gelten.
Von besonderer Bedeutung ist eine Depolarisation in elektrisch erregbaren Zellen. Diese weisen zunächst einmal ein Ruhemembranpotential auf – zwischen dem Inneren der Zelle und dem Außenraum besteht eine negative Potentialdifferenz. Wird diese Differenz kleiner, nimmt das Membranpotential also weniger negative Werte an, bezeichnet man das als Depolarisation. Das Gegenteil der Depolarisation ist eine Hyperpolarisation. Eine Wiederherstellung des Ruhemembranpotentials nach vorangegangener Depolarisation wird als Repolarisation bezeichnet.
Beispiel: Das Ruhemembranpotential betrage -70 mV. Eine Änderung um 30 mV auf -40 mV ist eine Depolarisation. Wird danach das Ruhemembranpotential von -70 mV wieder erreicht, spricht man von Repolarisation. Eine Absenkung um 20 mV auf -90 mV ist eine Hyperpolarisation.
In elektrisch erregbaren Zellen kann eine Depolarisation über- oder unterschwellig sein. Als Schwelle wird in diesem Fall das Schwellenpotential für die Öffnung spannungsaktivierter Natrium-Ionenkanäle (manchmal auch Calcium-Ionenkanäle) bezeichnet. Dieses liegt bei spannungsaktivierten Natrium-Ionenkanälen typischerweise bei -50 mV. Oberhalb dieses Wertes öffnen sich die Natrium-Kanäle, was die Depolarisation verstärkt, und ein Aktionspotential wird ausgelöst. Bleibt die Depolarisation unter dieser Schwelle, kehrt das Membranpotential ohne Overshoot zum Ruhewert zurück.
