22.) Aufbau der biologischen Membranen, Lipid-Doppelschicht Membrane, Messung des Ruhepotentials, Nernst-Gleichung, Lokale Änderungen des Membranpotentials, Aktionspotential Reizstärke-Reiz Flashcards
<p>Aufbau der biologischen Membranen</p>
<ul>
<li>Lipid Doppel-Schicht (hauptsächlich Phosphoglyceride, Sphingolipide undCholesterin - Kopfgruppe, Kohlenwasserstoffkette)</li>
<li>Proteine (integrale-͕ oberflächen-, glyco-)</li>
<li>Kohlenhydrate</li>
<li>weitere Moleküle (neutrale und geladene)</li>
<li>Ionen (gebundene, diffusible)</li>
</ul>
<p>Lipid-doppelschicht: </p>
<p><em>amphiphile Moleküle:</em></p>
<p>Kopfgruppen (hydrophile):</p>
<ul>
<li> geladene (pos., neg.)</li>
<li> neutrale (u.a. zwitterionische)</li>
</ul>
<p><em>Kohlenwasserstoffkette (hydrophobe):</em></p>
<ul>
<li>gesätigt</li>
<li>ungesättigt</li>
</ul>
<p> </p>
<p>Lipid-doppelschicht - Idealität und Realität</p>
<p><em>Idealität</em></p>
<ul>
<li>homogene Verteilung der Lipidmoleküle an beiden SeitenKonsequenz: kein elektrisches</li>
<li>Potential zwischen den zwei Seiten</li>
</ul>
<p><em>Realität</em></p>
<ul>
<li>inhomogene Verteilung der Lipidmoleküle an beiden Seiten</li>
<li>neutrale/geladene Lipidmolekületragen asymmetrisch zum Aufbau derDoppelschicht bei;</li>
<li>Konsequenz: elektrischePotentialdifferenz wegenLipidasymmetrie zwischen den zweiSeiten</li>
</ul>
<p></p>
<p>Eigenschaften der Lipid-doppelschicht/Membranen</p>
<ul>
<li>Semipermeabilität</li>
<li>→weist gegen unterschiedlichen Molekülen unterschiedliche Durchlässigkeit auf</li>
<li>binden unterschiedliche Ionen mit unterschiedlichen Stärken an, hängt von Art der Lipide ab (Differenz an gebundenen Ionen zwischen innerer und äußerer Seite</li>
<li>binden/interkorpieren unerschiedliche Proteine</li>
<li>Raft-Struktur (Anreicherung, besonder von Proteinen in speziellen Domänen abgängig von Lipidzusammensetzung)</li>
<li>Fluid-, Gel-Zustand in Domänen</li>
<li>Anwesenheit von Proteinen mimt speziellen Transporteigenschaften (für neutrale und geladene Moleküle)</li>
<li>Proteine sind Polyelektrolyte - der Dissoziationsgrad hängt von pH und Konzentration der anderen Ionen (d.h. Ionenstärke) ab</li>
<li><em>→ Konsequenz: asymmetrische Ionenverteilung zwischen innnerer und äußerer Seite</em></li>
</ul>
<p>Messung des Ruhepotential (im Allgemeinen Zellenpotential)</p>
<p>Messelektroden:<br></br>
a.) differente - das Elektronenpotential <em>hängt</em> von seiner Umgebung <em>ab</em>;<br></br>
b.) indifferente - das Elektrodpotential ist <em>unabhängig</em> von seiner Umgebung</p>
<p> </p>
<p>häufigste Messanordnung:</p>
<ul>
<li>indifferente Elektrode Außen</li>
<li>differente Elektrode im Inneren</li>
</ul>
<p>→ z.B monophasisches Aktionspotential (Aktionspotential als Ausschlag in nur<br></br>
eine Richtung) </p>
<p>Einfache Beschreibung des Ruhepotential</p>
<p>nach Nernst-Gleichung für ein Ion</p>
<p><em>Δφ = φintra - φextra = -RT/zF ln (cintra/cextra)</em></p>
<p>z: Wertigkeit mit Vorzeichen der Ladung;</p>
<p>φ: elektrisches Potential;<br></br>
Bemerkung:</p>
<p>es gibt meheren Ionen, Moleküle (der laufende Index ist j)</p>
<p>φ kann für den intrazellulären-, oder extrazellulären Raum (φi oder φe) je einen Wert aufweisen.</p>
<p>Re-Aktion eines Muskel-Nerven Preparates auf Erregung</p>
<p>Im Falle eines Muskel-Nerven Präparates kann eine Erregung durch einen einzelnen Reiz zu einer Kontraktion als Antwort der Muskelzelle auf den elektrischen Reiz führen. Die Möglichkeit der Erzeugung einer Kontraktion hängt von Reizdauer ab.</p>
<p>Die Darstellung des Zusammenhanges von Reizstärke und Reizdauer ergibt die Reizstärke-Reizzeit-Kurve (auch l-t-Kurve oder Schwellstrom-Nutzzeit-Charakteristik genannt).</p>
<p></p>
<p></p>
<p>Psychophysische Gesetze</p>
<p> </p>
<p>Zusammenhang zwischen Reizstärke (Φ) und der entsprechenden psychischen Größe (ψ) einer Sinnesmodalität</p>
<p>Webersche Gesetz</p>
<p>Das Webersche Gesetzbeschreibt die Beobachtung, dass die Unterschiedsschwelle in einem nahezu festen Verhältnis zur Reizintensität steht: Je stärker der Reiz, desto größer muss der Reizunterschied sein, um diesen Unterschied zu bemerken. Die formale Beschreibung lautet:</p>
<p><em>ΔΦ/Φ = konst. = k</em></p>
<p>Fechners Gesetz</p>
<p>Fechners Gesetz (auch Fechner-Skala) beschreibt den Zusammenhang zwischen Reiz- und Erlebnisintensität:</p>
<p><em>E = k . log R + f</em></p>
<p>E repräsentiert in der Formel die Empfindungsstärke, R die Reizstärke. Sie entspricht dem Logarithmus der Reizintensität multipliziert mit einer Konstanten, zu dem eine weitere (kleine) Konstante addiert wird. Anders formuliert besagt Fechners Gesetz, dass die Empfindungsstärke (näherungsweise und in einem geeigneten Bereich) mit dem Logarithmus der Reizstärke wächst. Eine Verdopplung der Reizstärke hat also nicht eine Verdopplung der Empfindungsstärke, sondern etwa nur einen Zuwachs von k* 30 % zur Folge. Fechner leitete seine Skala aus dem Weberschen Gesetz ab, mittels des Postulats, dass die (je nach Reizintensität unterschiedliche) Unterschiedsschwelle einem konstanten Empfindungszuwachs entspricht. Die Empfindungsstärke ist dann das Integral des Weberschen Bruchs. Wie alle sinnesphysiologischen/wahrnehmungspsychologischen Gesetze gilt Fechners Gesetz nur innerhalb eines gewissen Geltungsbereichs. Fechnerskalen liegen zum Beispiel der Lautstärkemessung (als Schalldruckpegel indB) und Helligkeitsmessung zugrunde.</p>
