Membranphysiologie Flashcards
Wie lautet die Nernst Gleichung
Wie lautet die für die modifizierte Nernst-Gleichung?
Was berechnet man überhaupt mit der modifizierten Nernst-Gleichung?
E = -(RT/F) * ln ((K+)i/(K+)a)
E= -61mV * (1/z) * log ((X+)innen/(X+)außen) für Kationen
E= -61mV * (1/z) * log ((X-)außen/(X-)innen) für Anionen.
z=Ladungszahl des Ions.
Mit der Nernst-Gleichung berechnet man das Gleichgewichtspotential eines Ions an einer Membran.
Was ist die Diffusionskraft?
Was ist die elektromotorische Kraft?
Was gilt im Gleichgewicht?
Die Diffusionskraft macht den Fluss entlang eines Konzentrationsgradienten aus.
Die elektromotorische Kraft macht den Fluss entlang eines Potentialgradienten aus.
Im Gleichgewicht gilt J(diff)=J(elek)
Bei welchem Wert liegt das Ruhemembranpotential der meisten Zellen und warum?
-60 bis -80mV, weil Membranen im Ruhezustand am meisten durchlässig für Kalium sind und Kalium in diesem Bereich sein Gleichgewichtspotential hat.
Wie lauten die Konzentrationen wichtiger Ionen an Membranen?
K+ Außen: 3-5mM Innen: 150mM E: ca. -95mV Na+ Außen: 140mM Innen: 12mM E: ca. +65mV Cl- Außen: 120mM Innen: 4-8mM E: ca.-80mV Ca2+ Außen: 1,2mM Innen: 0.001mM=100nM E: ca.+130mV HCO3- Außen: 24 Innen: 10 E: ca. -20mV
In welche Richtung verändert sich ein Membranpotential in Bezug auf bestimmte Ionen?
Wo kehrt dich die Stromrichtung der Ionen um?
Jede Leitfähigkeit für ein Ion treibt das Membranpotential dem Gleichgewichtspotential des Ions zu.
Die Stromrichtung der Ionen kehrt dann um, wenn das Gleichgewichtpotential erreicht wurde –> “Umkehrpotential”, “reversal potential”
Mit welcher Gleichung wird das Ruhemembranpotential berechnet?
Wie nennt man diese Gleichung?
E=-(RT/F)ln((PermeabilitätKonz. der Ions innen)/(“für außen))
Goldmann-Hodgkin-Katz-Gleichung
Warum ist das Ruhemembranpotential ein Mischpotential?
Das Ruhemembranpotential ist ein Mischpotential, weil eine Zelle nicht nur für K+ permeabel ist und ihr Ruhemembranpotential von der Leitfähigkeit verschiedener Ionen abhängt.
Aus welchen Bestandteilen besteht die Na+/K+-ATPase?
Was macht sie?
Was sind ihre Eigenschaften?
Wodurch wird sie aktiviert?
- die alpha Einheit besteht vermutlich aus 10 transmembralen Segmenten.
- die beta-Einheit hat wahrscheinlich nur einen Membrandurchgang.
–>Austausch von 3Na+8 (nach draußen) gegen 2K+ (nach innen) unter Verbrauch von 1 ATP pro Tausch
Sie ist konstitutiv aktiv, eine elektrogene Pumpe.
Sie wird durch Na+-Anstieg intrazellulär und durch Schwellung der Zelle aktiviert.
Welche Transportprozesse sind primär aktiv?
Transportprozesse, die direkt ATP verbrauchen:
- Na+/K+-ATPase
- Ca2+-ATPase
- H+-ATPase
- H+/K+-ATPase
Transportprozesse, die entlang eines zuvor aufgebauten Gradienten erfolgen:
- Na/Ca2+ (3:1)
- Na+/H+
- HCO3-/Cl-
- Na+/K+/CL- (1:1:2)
- Transmitter-uptake (Na+)
- Glucose/AA (Na+)
Was haben Ionenkanäle für ein Funktion und wie wird dies bewerkstelligt?
Mit welcher Technik konnte man die Leitungseigenschaften einzelner Ionenkanäle messen?
Ionenkanäle sind Vermittler der selektiven Leitfähigkeit.
Sie haben Poren, die durch Gating (durch Ladung oder Liganden) ionenselektiv sind und so passiv Strom leiten.
Mit der Patch-Clamp-Technik
Was wird mit der Spannungsklemme gemessen?
Wie kann man daraus auf die Leitfähigkeit schließen?
Was ist die treibende Spannung für eine Ionenart?
Mit der Spannungsklemme wird die Stromstärke an einer Membran gemessen.
U=RI=1/gI (g=Leitfähigkeit)
–> U*g=I
–>g ist ungefähr I
Also ist der Strom ein Maß für die Leitfähigkeit.
U(Membran)-U(Ion, also das Gleichgewichtspot. des Ions)
–>elektrochemisches Potential des Ions in einer Zelle
Womit ist das Gleichgewichtspotential gleichzusetzen?
Mit dem Umkehrpotential
Welche Typen von Kalium-Kanälen gibt es?
- A-Kanal (vorübergehend aktiviert, auswärts gleichrichtend) –> Dauer des AP ist limitiert, da der Kanal schnell wieder schließt. Kalium kann nur nach draußen strömen.
- delayed rectifier (verzögernd gleichrichtender Kanal) –> öffnet bei stärkerer Depolarisation, aber später als der A-Kanal. Wird allerdings auch erst wieder geschlossen, wenn das Ruhemembranpotential wieder erreicht wird.
Wie schaltet ein Natrium-Kanal?
Welche Toxine können dort eingreifen?
Durch eine Depolarisation öffnet sich der Natrium-Kanal für eine kurze Zeit, bevor er sich selbst verschließt und erst nach einer Repolarisation wieder in einem aktivierbaren Zustand vorliegt.
Tetrodoxin hemmt die Öffnung des Natriumkanals und Veratridin und Batrachotoxin verhindern das Schließen.
Wie ist so ein Natrium-Kanal aufgebaut?
Welcher Kanal ähnelt ihm?
-Tetramer aus jeweils 6 Transmembrandomänen (P-Schleife zwischen 5 und 6)
Der Ca2+-Kanal ähnelt dem Natrium-Kanal.
