Membranfysiologi

Question 1

Forskellige typer af membrantransport

Answer 1

• Passiv transport (faciliteret eller simpel diffusion)
• Primær aktiv transport
• Sekundær aktiv transport
• Ligand-gated ionkanaler
• Spændings-gatede ionkanaler

Question 2

Hvad driver transporten?

Answer 2

Energien i den elektrokemiske gradient

Question 3

Koncentrationsgradienten formlen

Answer 3

R * T * ln(C2/C1) (kJ*mol^-1)

Question 4

Membranpotentialet formlen

Answer 4

z * F * ΔV. (kJ*mol^-1)

Question 5

Formlen for den frie energi i den elektrokemsiek gradient for et ladet molekyle + betydning af tegn

Answer 5

ΔG = R * T * ln(C2/C1) + z * F * ΔV

C1 = koncentrationen i det miljø stoffet bevæger sig fra
C2 = koncentrationen I det miljø stoffet bevæger sig til
ΔV = V2-V1, hvor V1 er miljøet ionen bevæger sig fra og V2 er miljøet ionen bevæger sig til.
R = gaskonstanten = 8.31 * 10^-3 kJ/molK
T = temperatur i kelvin
z = elektrisk ladning af molekylet
F = Faradays konstant = 96.5 kJ/Vmol

Question 6

Ohm’s lov

Answer 6

Strømstyrke (I) = Spænding (V)/modstand (R)

Question 7

Strømstyrke (I) definition

Answer 7

Hvor mange ladninger flytter sig. Er afhængig af ændringer i spædning og modstanden

Question 8

Spænding (V) definition

Answer 8

Hvor stor ladningsforskellen er.

Spændingen (V) er membran potentialet (mV)

Membranpotentialet er altid relativ til omgivelserne

Cellen er altså en lille smule negativ i forhold til omgivelserne, men det drejer sig om meget små koncentrationer af ioner

Question 9

Modstand (R) definition

Answer 9

Hvor svært er det at flytte en ladning

Plasma membranen er modstanden (R)
- Impermeabel for polære molekyler og molekyler med en ladning: ioner, peptider osv.

Question 10

Ioner som cellen indeholder

Answer 10

Mg^2+, Ca^2+, H+, HCO3-, HPO4^2-, SO4^2-, Na+, K+, Cl-, samt flere ioniserede organiske forbindelser

Question 11

Høje koncentrationsgradienter: Ion og koncentration inde og ude

Answer 11

Na+:
Extracellulær: 145 mmol/L
Intracellulært: 15 mmol/L

K+:
Extracellulær: 5 mmol/L
Intracellulært: 150 mmol/L

Cl-:
Extracellulær: 100 mmol/L
Intracellulært: 7 * mmol/L

Question 12

Nernst ligning: ligevægtspotentialet

Answer 12

Ligevægtspotentialet (E_x):
Koncentrationsforhold hvor det elektriske potentiale lige præcis ophæver det kemiske potentiale, så der opstår ligevægt.

Nernst ligning:
ΔG = R * T * ln(C2/C1) + z * F * ΔV
0= R * T * ln(C2/C1) + z * F * ΔV
RTln(C2/C1)=-(zF∆V)
=>
Ex = 61mV * log(out/in). (ln=2.3log)(37C)

Question 13

Hvile membran potentialet’s påvirkninger

Answer 13

De enkelte ioners ligevægtspotentiale påvirker hvile membran potentialet.

Ex= 61mV * log((K(out)+Na(out)+Cl(in))/(K(in)+Na(in)+Cl(out)))

Question 14

Goldman-Hodgkin-Katz ligningen

Answer 14

Membranen er ikke lige permeable for alle ioner

Forskelle i membranpotentialet kan opnås ved at ændre på permeabiliteten P for de forskellige ioner:

Ex= 61mV * log(((P_K) K(out)+(P_Na)Na(out)+(P_Cl)Cl(in))/(P_K)(K(in)+(P_Na)Na(in)+(P_Cl)Cl(out)))

Question 15

Take home

Answer 15

• Celler har forskellige ionkoncentrationer
• Cellemembranen virker som en modstand
• Kanalerne er konduktorer
• Det er forskellen i ionkoncentrationerne og permeabiliteten for de forskellige ioner der bestemmer hvile membran potentialet (Nernst og Goldman-Hodgkin-Katz ligningen)
• Membranpotentialet er vigtigt for transport og signalering over plasmamembranen i de fleste celletyper