Das Zellinnere ist negativ geladen, obwohl vor allem K\(^+\)-Ionen (Kaliumionen) vorhanden sind, aufgrund der Verteilung und der relativen Permeabilität der Ionen sowie der Anwesenheit von negativ geladenen Molekülen und Proteinen innerhalb der Zelle. Hier sind die Hauptgründe: 1. **Ungleiche Verteilung von Ionen**: Die Zellmembran ist selektiv permeabel und hat unterschiedliche Permeabilitäten für verschiedene Ionen. Kaliumionen (K\(^+\)) können die Zellmembran relativ leicht passieren, während Natriumionen (Na\(^+\)) und andere positiv geladene Ionen dies nicht so leicht können. Dies führt zu einer höheren Konzentration von K\(^+\)-Ionen innerhalb der Zelle und einer höheren Konzentration von Na\(^+\)-Ionen außerhalb der Zelle. 2. **Negativ geladene Moleküle und Proteine**: Innerhalb der Zelle gibt es viele große negativ geladene Moleküle, wie Proteine und organische Phosphate, die die Zellmembran nicht passieren können. Diese tragen zur negativen Ladung im Zellinneren bei. 3. **Natrium-Kalium-Pumpe**: Die Natrium-Kalium-Pumpe (Na\(^+\)/K\(^+\)-ATPase) transportiert aktiv Na\(^+\)-Ionen aus der Zelle und K\(^+\)-Ionen in die Zelle. Für jedes ATP-Molekül, das verbraucht wird, werden drei Na\(^+\)-Ionen aus der Zelle und zwei K\(^+\)-Ionen in die Zelle transportiert. Dies trägt zu einem Überschuss an positiven Ladungen außerhalb der Zelle bei und verstärkt die negative Ladung im Zellinneren. 4. **Gleichgewichtspotential von Kalium**: Da die Zellmembran für K\(^+\)-Ionen relativ durchlässig ist, neigen diese Ionen dazu, entlang ihres Konzentrationsgradienten aus der Zelle zu diffundieren. Dies führt zu einem Verlust von positiven Ladungen aus der Zelle, was das Zellinnere weiter negativ macht. Das Gleichgewichtspotential von Kalium (das Membranpotential, bei dem der Nettofluss von K\(^+\)-Ionen null ist) liegt bei etwa -90 mV, was nahe am Ruhepotential vieler Zellen liegt. Diese Faktoren zusammen führen dazu, dass das Zellinnere im Vergleich zum Extrazellulärraum negativ geladen ist, trotz der Anwesenheit von K\(^+\)-Ionen.