HC.3 iongradiënten en membraanpotentiaal Flashcards
Waarom is de binnenkant van de cel in rust negatief geladen?
Door de negatief geladen organische ionen (anionen) die in hoge mate aanwezig zijn.
Soorten ionen in de cel
- natrium, calcium en chloride bevinden zich in hoge mate buiten de cel.
- kalium zit vooral in de cel
- in rust willen ze van hoge naar lage concentratie
rustmembraanpotentiaal
Als gevolg van het totale ladingsverschil tussen de intracellulaire en extracellulaire omgeving, ontstaat er een potentiaalverschil.
vm = vin - vuit = -50 tot -90 mV
methoden van iontransport
- passief transport: verloopt ‘downhill’, wat wil zeggen dat het transport verloopt met de elektrochemische gradiënt mee.
- actief transport: verloopt ‘uphill’, tegengesteld aan de elektrochemische gradiënt, dit kost energie
middelen die passief transport mogelijk maken
- poriën: diffusie kan plaatsvinden door bijvoorbeeld gap-junctions (connexon) zolang de ionen met de elektrochemische gradiënt mee bewegen. Poriën zijn weinig selectief en langdurig open.
- ionkanalen: kunnen open of gesloten zijn. Indien open kan er diffusie van vele moleculen tegelijkertijd plaatsvinden, maar het is wel ion-selectief.
- carriers: transporteren middels conformatie. Diffusie van een of enkele moleculen tegelijkertijd. Het is selectief.
middelen die actief transport mogelijk maken
- energie-gekoppelde carriers/ionpompen: conformatie verandert beurtelings tijdens transport. Transport van één of enkele moleculen tegelijkertijd (selectief).
soorten carriers
- uniport: transporteert één molecuul
- antiport: transporteert meerdere moleculen in tegengestelde richting
- symport: transporteert meerdere moleculen in gelijke richting
manieren van actief transport
- primair actief (direct): gedreven door ATP-hydrolyse
- secundair actief (indirect): gedreven door bijv. ‘downhill’ symport of antiport van een ander ion/molecuul
Wat is de rustmembraanpotentiaal?
De membraanpotentiaal waarbij netto geen ladingstrandport plaatsvindt. De rustmembraanpotentiaal hangt af van de evenwichtspotentialen van de verschillende ionen, die door het membraan kunnen worden getransporteerd. Het ion dat het makkelijkst kan worden getransporteerd (permeabiliteit), vaak kalium, beïnvloedt de rustmembraanpotentiaal het meest.
Wat is de evenwichtspotentiaal?
Ook wel de Nernstpotentiaal, is het potentiaal, waarbij er netto geen transport van een bepaald ion plaatsvindt (dus evenveel in- als uitstroom).
formule Nernstpotentiaal
Ex= -61,5/Z * log([X+]in/[X+]uit)
Hierbij is Z de lading van het ion en [X+]in/[X+]uit de concentratie gradiënt
Nerstpotentiaal/evenwichtspotentiaal voorbeeld stoffen
- ENa+ = +67 mV
- EK+ = -88 mV
- ECa2+ = +123 mV
- ECl- = -89 mV
Goldman vergelijking
de vergelijking voor de rustmembraanpotentiaal
vm = -61,5 * log((PK[K+]in/PK[K+]uit) + (PNa[Na+]in/PNa[Na+]uit) + (PCl[Cl-]in/PCl[Cl-]uit))
In rust geldt dat PK > PCl > > PNa en PCa. De concentratie van kalium bepaald dus grotendeels de rustmembraanpotentiaal.
potentiële energie
De drijvende kracht achter ion transport door de elektrochemische gradiënt. Deze ontstaat uit een optelsom van de ion concentratiegradiënt en het potentiaalverschil.
formule potentiële energie
Δμx = R * T * ln ([X+]in/[X+]uit) + z * F * (vm) = - z * F (Ex) + z * F * (vm) = z * F * (vm-Ex)
Hierin is R * T * ln ([X+]in/[X+]uit) en - z * F (Ex) de concentratiegradiënt in J/mol, z * F * (vm) het potentiaalverschil in J/mol, R = 8,3 JK-1mol-1 en F = 96,5 J*(mV)-1.
Er geldt dus:
- Δμx < 0, dan wil X+ graag van buiten naar binnen
- Δμx > 0, dan wil X+ graag van binnen naar buiten
- Δμx = 0, evenwicht, geen netto transport van X+
