Electrodiffusion I, II Flashcards
Wie so ist eine Ungleichverteilung von Ionen essentiel für die Zellen?
- Generate Iongradients, through pumps and conuctances that are selective
- Unter ATP-Verbrauch werden Ionen entgegen des Konzentrationsgradientes gepump
- Manche Zellen haben spezifische Membranverteilungen, um spez. Aufgaben zu erfüllen.
=Hence, membranes, although being good insulators, pass ions in a variety of situations (electrical signaling, nutrient transport) because of these pumps and channels
Wie ist der Verteilung von Na und Kalium innen und außen von der Membran?
OY OY OY , Hunde & KEtzen –> Neun Leben
Na – about 100 mM outside and 4 mM inside.
K – about 3 mM outside and 90 mM inside
Wie ist die elektrische Betrachtung von Membranen aufgebaut?
gk= Leitfähigkeit –> IONENKANÄLE
Ek= Pump –> H+, Na/K
Cm= Kapazität –> Lipide, Membraneigenschaften
Welche Formel ist das?
Beschreiben Sie unter welchen Annahmen es benutzt werden kann, und wofür sie verwendet wird?
Nernst Gleichung
I=0, also wenn das Netto Strom ist Null. Dann gilt die Gleichung im GG
Wie kann man die Verteilung von Ionenkonzentrationen im GG, bzw. bei I=0 rechnen?
Was ist den Donnan-GG und was ist die Donnan-Ratio?
Ungleichverteilng von Ionen durch eine semipermeable Membran, unter Berücksichtigung von “diffusible & non diffusible” Ionen.
Ionen haben unterschiedliche Konzentration auf beide Membranseiten.
–> Ungleichverteilung führt zu eine Potentialdifferenz ( DONNAN POTENTIAL)
- Geladene Proteinen dürfen die Membran nicht überqueren
- Unterschiedliche elektrisches Potential, aber GLEICHE chemische Potential
Was beeinflusst den Donnan Potential? und was besagt die Elektroneutralitätsbedingung?
- the ratio of internal protein over external cations determines the Donnan ratio and the Donnan potential.
- Internal pH strongly influences the Donnan ratio, because proteins have titratable groups –> as pH changes, the net charge on the protein changes
- neutral pH (near the isoelectric potential of many proteins), the Donnan potential is smal
Was ist die Definition von Elektrodiffusion?
- Bewegung geladener Teilchen über der Membran, unter Berucksichtigung von ein E-Feld und ein Konzentrationsgradient
- Die Spannungsänderung ist linear
- Potential der Membran: IN-NEGATIVE, OUT-POSITIVE (es innegable- in/neg)
- Was beschreibt die folgende Gleichung?
- Wofür es verwendet wird?
- Name der Formel
- Fickesches Gesetzt
- Diffusion eines ungeladenes Teilchen entlang eines Konzentrationsgrandienten
- in (mol/cm^2s)
- Es gibt eine exp. Abfall der Zonzentraion
- movement down the gradient is a statistical property of random motions of each particle.
Ms= Molare Partikel Flussdichte, Ds= Diffusionskoeffizient
Welche Formel beschreibt die Bewegung von ungeladener Teilchen entlang eines konstanten E-Feldes?
- Name
- Formel
- Anwendung
- Beziehung zum Ohm´sches Gesezt
- Planck-Kohlrausch
- us= net drift velocity –> Speed / voltage gradient [(cm/s)/(V/cm)]
- The movement of a mono-charged compound in an electrical field with no concentration gradient, the molar particle flux density (molare Partikelflußdichte), MS.
Was besagt die Nernst-Planck Gleichung?
- Formel
- Formel im GG
- Diagramm
- Expresses the equivalence of a chemical and electrical gradient, the sum of diffusional & electrophoretic forces.
- Diffusion is thermal agitation opposed by friction.
- At equilibrium (Is=0) –> dc/dx= (sF*cs/RT) * dΨ/dx
Welche ist die GHK Stromgleichung?
- Was kann man damit rechnen?
- OUT/ IN Formel
- Lineare Näherung beide Formeln
- allows to calculate the absolute ion permeabilities from current measurements if ion concentrations and membrane potential are known.
- If Is is POSITIVE –> OUT. flow of positive ions, if NEGATIVE –> IN. flow of pos. Ions.
Annahme:
- The membrane is a homogeneous substance
- The electrical field is constant so that the transmembrane potential varies linearly across the membrane
- The ions access the membrane instantaneously from the intra- and extracellular solutions
- The permeant ions do not interact
- The movement of ions is affected by both concentration and voltage differences
Beschreiben sie was passiert in den I/E Diagramm
- Bedeutung von Erev.
- The Voltage where the current is zero is regarded as the reversal potential or “reversal voltage” Er (blue circle)
- at very positive or very negative voltage E, the equation for the outward ion efflux becomes lineaR
- E>>0 = Ps*A* (Si) – Inner concentration
- E<<0 =Ps*A* (So) – Outer concentration
Beschreiben Sie was passiert in den folgenden Diagramm.
I / E curves may be strongly influenced by voltage-depending gating of the ion channels ( opening and closing ), which was not considered yet. For a channel that activates at a negative voltage, we get the following I / E curve (blue )
- channels, many of them have voltage dependent activity. That is, they are open or closed, depending on the membrane potential. As the membrane potential depends on current flow through channels as well, this creates some interesting situations, whereby channel activity can be self-sustaining
Unter welchen Annahmen kann die GHK Spannungsgleichung funktionieren?
- Formel
- Annahmen
- Bedeutung von Erev.
- Kein GG –> Stationären Zustand
- Mehrere Ionensorten
- Erev = RT/F* ln ( PNa [Na]o /Pk [K]i) Bi-ionic Equation
- Wenn nur ein Ionsorte –> = Nernst Gleichung!
