Membran- und Ruhepotenzial

Question 1

Wie entsteht ein Membranpotenzial?

Answer 1

Durch unterschiedliche Verteilung von Ionen im intra- und extrazellulären Raum.

Question 2

• Welche Ladungen weisen Intra- und Extrazellularraum während des Ruhepotenzials auf?
• Wie gross ist die Potenzialdifferenz während des Ruhepotenzials?

Answer 2

• Intrazellularraum: negative Ladung, Extrazellularraum: positive Ladung
• 60 - 80 mV

Question 3

• Aus was besteht die Na+-K+-Pumpe im Wesentlichen?

- Was bezweckt das entsprechende Bestandteil?

Answer 3

• aus dem Enzym Na+-K+-ATPase

- Es spaltet ATP in ADP + P. Hierbei wird die für den Ionentransport erforderliche Energie frei.

Question 4

Was bewirkt die Na+-K+-Pumpe?

Answer 4

Diese Ionenpumpe transportiert Kaliumionen in die Zelle hinein und im Gegenzug Natriumionen aus der Zelle hinaus.

Question 5

• Beschreibe den Status der K+-, Na+-, und Cl-Kanäle während des Ruhepotenzials.
• Warum ist das Zellinnere gegenüber dem Zelläusseren negativ geladen?

Answer 5

• K+: häufig offen / Na+: meist geschlossen / Cl-: meist geschlossen
• Aufgrund der Konzentrationsdifferenz haben Kaliumionen das Bestreben nach aussen zu diffundieren. Die Diffusion von positiv geladenen Kaliumionen aus der Zelle wird durch negativ geladene intrazelluläre Proteinanionen begrenzt, die aufgrund ihrer Grösse die Membran nicht passieren können. Der Ausstrom der Kaliumionen lässt an der Innenseite die negativen Proteinanionen zurück, wodurch das Zellinnere negativ gegenüber der Umgebung geladen ist.

Question 6

• Was sind Störfaktoren für Ionenpumpen, welche diese hemmen oder blockieren können?
• Was sind die Folgen solcher Störungen/Ausfälle?

Answer 6

• A) Sauerstoffmangel (fehlende ATP-Produktion), B) Stoffwechselgifte (z. B. Cyanide)
• Schwere Störungen der zellspezifischen Leistungen.

Question 7

Auf was beruht die Entstehung und Fortleitung einer Erregung in einer Nerven- oder Muskelzelle?

Answer 7

Kurzzeitige Veränderungen des Membranpotenzials (Aktionspotenzial).