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Was ist das Membranpotential (Vm)?
Die Spannungsdifferenz über die Membran, gemessen durch intrazelluläre Ableitung
Das Zellinnere ist negativ gegenüber dem Extrazellulärraum, typischerweise Vm ≈ -65 mV in ruhenden Zellen.
Welche Faktoren sind wichtig für den Aufbau des Ruhemembranpotentials?
- Unterschiedliche Ionenkonzentrationen auf beiden Seiten der Zellmembran
- Impermeabilität der Membran
- Selektive Ionenkanäle
Beispiel: [Na+] hoch außen, [K+] hoch innen.
Wie kommt es zur Ladungstrennung an der semipermeablen Membran?
Durch die Bewegung von Ionen über die Membran, die treibende Kräfte erfordert:
* Diffusion
* Elektrische Kräfte
Diese Kräfte führen zur Akkumulation von Ladungen auf beiden Seiten der Membran.
Welche Ionenkanäle sind in Ruhe hauptsächlich geöffnet?
K+-Kanäle
K+ diffundiert entlang des Konzentrationsgradienten nach außen.
Was passiert durch die K+-Diffusion?
Es erfolgt eine Ladungsverschiebung; positive Ladung akkumuliert außen, negative Ladung innen
Dieses elektrische Potential wirkt der Diffusion entgegen und führt zum elektrochemischen Gleichgewicht.
Wie viel muss sich die Ionenkonzentration ändern, um große Veränderungen des Membranpotentials zu bewirken?
Eine Verschiebung von [K+] um 0.00001 mM
Diese kleine Änderung kann das Membranpotential von 0 mV auf -80 mV bringen.
Was ist die elektrische Neutralität des Zellinneren und Zelläußeren?
Zellinneres und Zelläußeres sind im Wesentlichen elektrisch neutral
Ladungstrennung erfolgt effektiv nur auf den beiden Seiten der Membran.
Was sind die wesentlichen Abschnitte einer Nervenzelle?
Soma, Dendriten und Axon
Welche Funktion haben Dendriten?
Verrechnung der Eingangssignale
Was stellt das Axon her?
Spezifische Verbindungen zu nachgeschalteten Zellen
Welche Färbetechnik erlaubt die komplette Darstellung einzelner Neurone?
Silberfärbung nach Golgi
In welchem Zustand wird das Gewebe für die Silberfärbung nach Golgi fixiert?
Fixiert
Was beschreibt die Nernst-Gleichung?
Das Potential, an dem elektrochemisches Gleichgewicht besteht
Das Gleichgewichtspotential wird aus der intra- und extrazellulären Konzentration eines Ions berechnet.
Was sind die Parameter der Nernst-Gleichung?
EIon, R, T, z, F
EIon: Gleichgewichtspotential des Ions; R: allgemeine Gaskonstante; T: absolute Temperatur; z: Ladungszahl des Ions; F: Faraday-Konstante.
Was ist die vereinfachte Form der Nernst-Gleichung?
Die elektrische Triebkraft ist proportional zur Differenz zwischen Vm und EIon
Vm: aktuelles Membranpotential; EIon: Gleichgewichtspotential des Ions.
Was ist das Gleichgewichtspotential von Cl-?
ECl ≈ -65 mV
Es liegt nahe beim Ruhemembranpotential.
Was ist das Gleichgewichtspotential von K+?
EK ≈ -80 mV
Es ist etwas negativer als das Ruhemembranpotential.
Was ist das Gleichgewichtspotential von Na+?
ENa ≈ +60 mV
Dies ist das Potential, bei dem Na+ ein Gleichgewicht erreicht.
Wie beeinflusst die relative Permeabilität die Ionen auf das Membranpotential?
Das Membranpotential nähert sich dem Gleichgewichtspotential des Ions mit der höchsten Permeabilität an
Unter Ruhebedingungen ist die Permeabilität der Membran für K+ ca. 25x größer als für Na+.
Was beschreibt die Goldman-Gleichung?
Die quantitative Beschreibung des Einflusses der Ionenpermeabilität auf das Membranpotential
PIon bezeichnet die Permeabilität des Ions.
Fill in the blank: Unter Ruhebedingungen ist die Permeabilität der Membran für K+ ca. _______ größer als für Na+.
25x
True or False: Die Na+-Permeabilität ist gleich Null.
False
Daher entspricht Vm nicht genau EK.
