1.3 Ion gradiënten en membraanpotentialen

Question 1

Wat is de formule voor de rust-membraanpotentiaal?

Answer 1

Vm = Vin-Vuit

-50 tot 90 mV

Question 2

Welke 2 soorten transport van ionen over het membraan is er te onderscheiden?

Answer 2

• Kanalen of carriers
• Passief wanneer het gefaciliteerd wordt door diffusie
• Actief als het tegen de gradiënt in gaat

Question 3

Wat zijn 4 soorten membraan transport eiwitten?

Answer 3

1) Porie eiwitten:
- Langdurig open
- Diffusie van vele moleculen tegelijkertijd, weinig selectief
- Transport met de gradiënt mee

2) Kanaal eiwitten (ionkanalen):
- Twee toestanden -> Open en gesloten
- Diffusie van vele moleculen tegelijkertijd tijdens open toestand, ion-selectief
- Transport met de gradiënt mee

3) Carrier eiwitten:
- Veranderen van vorm als ion van buiten naar binnen wilt
- Diffusie van 1 of enkele moleculen tegelijkertijd, seleftief
- Transport met de gradiënt mee

4) Pomp eiwitten:
- Transport van 1 of enkele moleculen tegelijkertijd, selectief
- Transport tegen de gradiënt in, actief

Question 4

Wat is primair actief (direct) transport?

Answer 4

De energie wordt direct verkregen door ATP hydrolyse

Question 5

Wat is secundair actief (indirect) transport?

Answer 5

De energie wordt indirect verkregen door bijvoorbeeld:
- ‘Downhill’ symport van ander ion/molecuul
- ‘Downhill’ antiport van ander ion/molecuul

Het is gekoppeld aan een andere ion/molecuul

Question 6

Wat is een symport en wat is een antiport?

Answer 6

Symport:
- De carrier laat 2 ionen/moleculen in dezelfde richting door

Antiport:
- De carrier laat de ionen/moleculen in tegengestelde richting door

(Uniport transporteert 1 molecuul)

Question 7

Waar hangt de rustmembraanpotentiaal van af?

Answer 7

Het hangt af van de evenwichtspotentiaal/Nernst potentiaal van de betrokken ionen

Tijdens de rustmembraanpotentiaal vindt er netto geen ladingstransport plaats

Question 8

Wat is de definitie van de Nernst potentiaal?

Answer 8

De potentiaal die moet worden aangelegd over de membraan om netto iontransport over de membraan tegen te houden

Question 9

Waardoor wordt de rustmembraanpotentiaal voornamelijk bepaald in cellen in rust?

Answer 9

Door de K+ kanalen met een relatief grote permeabiliteit

De Na+ en Ca2+ gradiënt zijn wel erg sterk, maar in rust zijn ze gesloten

Question 10

Waarvan is de potentiële energie in de elektrochemische gradiënt afhankelijk?

Answer 10

Van het verschil tussen membraan- en evenwichtspotentiaal

Question 11

Wat houdt de Ion gradiënten over de membraan in stand?

Answer 11

De Na/K pomp

3 Na naar buiten en 2 K naar binnen

Question 12

Wat zijn de voornaamste functies van Kalium?

Answer 12

• Bepaalt de ion gradiënt van de rustmembraanpotentiaal
• Bij sluiting van de K-kanalen vindt depolarisatie plaats

Question 13

Wat is de NCX en wat wordt er mee vervoert?

Answer 13

• Na/Ca exhanger
• Antiport van 3 Na en 1 Ca over het plasmamembraan

Question 14

Wat is het verband tussen de ion gradiënt en de potentiële energie?

Answer 14

Hoe verder de Ion gradiënt van het evenwicht is, hoe groter de potentiële energie is (in Na en Ca gradiënt, dus hoge energie)

Question 15

Waar zorgt Digoxine voor?

Answer 15

• Potente remmer van de Na/K-pomp door aan de K-binding site te binden waardoor er een kleinere depolarisatie is
• Het heeft weinig effect op de Ca-kanalen, omdat de potentiële energie van de Ca-influx hoog blijft

Question 16

Wat zijn de ladingen binnen en buiten de cel?

Answer 16

Binnen: Negatief
Buiten: Positief

Calcium is het ion met het grootste verschil in concentratie. Heel weinig in de cel en heel veel buiten de cel

Question 17

Wat is de formule voor de potentiële energie?

Answer 17

m = zF(Vm-Ex)

M < 0 -> Van buiten naar binnen
M> 0 -> Van binnen naar buiten
M = 0 -> Evenwicht, geen netto transport

Calcium en Natrium hebben de grootste potentiële energie

Question 18

Uit welke stappen bestaat de Na/K-pomp?

Answer 18

1) Binding van Na+ aan de Na/K-pomp
2) Fosforylering na de ATP omzet
3) Na+ door de pomp uit de cel
4) Binding K+ aan de pomp
5) Defosforylering
6) K+ door de pomp in de cel

De ATP zorgt voor de conformatie verandering van de pomp. De fosforylatie zorgt voor een conformatie naar E2, defosforylatie zorgt voor conformatie naar E1

Question 19

Wat zijn voorbeelden van secundair actief transport?

Answer 19

• NCX: Antiport Na en Ca
• NHE: Antiport Na en H
• ANT: Antiport ADP en ATP
• SGLT-2: Symport van Na en Glucose

Question 20

Wat is er te zien op de verschillende toppen van het ECG?

Answer 20

P-top: Depolarisatie SA-knoop en de atria
P tot Q: Depolarisatie AV-knoop
Q-top: Depolarisatie van de septum
QRS-top: Depolarisatie van de ventrikels
R-top: Depolarisatie ventriculaire hartspiercel
T-top: Repolarisatie van de ventrikels & ventriculaire hartspiercellen

Question 21

Waardoor wordt de ‘neiging’ van de ionen om over de membraan te gaan bepaald?

Answer 21

Door de elektrochemische gradiënt:
- Concentratie gradiënt
- Elektrische gradiënt

Question 22

Wat zijn 3 voorbeelden waar gebruik wordt gemaakt van de potentiële energie in Na+ en Ca2+ gradiënt?

Answer 22

1) Opening van de Na+-kanaal:
- Actiepotentiaal in zenuwcellen en spiercellen

2) Opening van de Ca2+-kanaal:
- Actiepotentiaal in de pacemakercel

3) Na+-gekoppeld transport:
- Transport tegen de concentratiegradiënt in (bijv. glucose transport of Na/Ca exhange)

Question 23

Wat zijn de 2 conformaties van ATP?

Answer 23

1) E1-conformatie
- Toegang tot het cytosol
- Natrium kan worden gebonden

2) E2-conformatie:
- Toegang tot de extracellulaire ruimte
- Natrium kan worden afgegeven en Kalium kan worden gebonden