Physio - Umkehrpotentiale??!! Bitte um Hilfe

[Stormground]

Hallo,
bei folgender Frage stehe ich total auf dem Schlauch... auch alle Mitstudenten, die ich gefragt habe, konnten mir diese Frage nicht erklären! Ich hoffe einer von euch erbarmt sich :)

"Ein Ionenkanal in einem Neuron sei für Natrium und Kalium ungefähr gleich gut leitfähig. Für alle anderen Ionen sei der Kanal nicht permeabel. Welcher der unten genannten Werte beschreibt am besten das Umkehrpotential von Strömen durch diesen Kanal bei normaler intra- und extrazellulärer Ionenverteilung"

Umkehrpotential von Na --> +61mV
Umkehrpotential von K --> - 90mV

Ionenverteilung: Na(innen) = 12mM, Na(außen) = 145mM
K (innen)= 155mM, K(außen)= 5 mM

Ich weiß gar nicht, was ich damit anfangen soll... Ich dachte, ich addiere die Umkehrpotentiale miteinander (=-30mV), aber das scheint falsch zu sein. Die richtige Lösung liegt bei -10mV und ich verstehe nicht warum...

Danke für eure Hilfe...
Stormground

[Leijona]

umkehrpotential ist das, wo bei einem jon gleich viele teilchen rein wie raus aus der zelle gehen!

zb na : bis +61mv ruhemembranpotential (rmp) versucht es in die zelle einzuströmen! erst wenn das rmp darüber liegt, dann strömt es wieder raus!
bei k: das versucht auf biegen und brechen auszuströmen!
erst wenn das rmp tiefer ist als -91mv dann geht es wieder rein!
weil sich an diesem punkt also die hauptflussrichtung umdreht heisst der entsprechende mv-wert "umkehrpotential"!

du musst das ganze glaube ich strenggenommen mit der goldmann-hodgkin-katz-formel (also die erweiterte nernst-formel) berechnen. muss es grade mal ausrechnen :-)) :-)) )

[Leijona]

Yeah, habe es grade mal ausgerechnet!
dein umkehrpotential beträgt: - 7,28 mv!
(also gnädig gerundet : - 10 :-)) )
du nimmst einfach die formel her, die quasi so aussieht wie die nernstformel.

potential= -61 x log{ ( conc K innen + conc Na innen)/(conc k aussen + conc Na aussen)}
und fertig!
sehr gut erklärt ist das zb im großen Silbernagl. (sehr geiles buch, ich habe physio geliebt! das interessanteste fach der vorklinik :-) )
in der goldmann-hodkin-katz formel sind ferner die permeabilitäten verwurstelt.
die kannste einfach weglassen bzw gleich 1 setzen weil in der aufgabe ja angegeben war, dass die permeab für na und k gleich sein soll!
danach isses eigentlich einfach...

so und nun gehe und erleuchte deine mitstudenten. :-)) :-)) :-)) :-))

[Leijona]

nochwas - warum du net einfach das mittel bilden kannst.
angenommen du hättest 100mal mehr na als k im spiel - dann ist schon klar dass die na s viel stärker ins gewicht fallen und das neue umkehrpotential eher nahe an +61 liegen wird, oder??

daher muss man die jeweiligen konzentrationen der beteiligten jonen intra und extrazellulär berücksichtigen - und dafür ist die formel da.

[Olle83]

Ich hätte jetzt einfach das Mittel gebildet, das mit -14.5mV auch nicht sooo weit von -10mV weg liegt.

Im Übrigen würde ich deinem Argument entgegen halten, dass die Leitfähigkeit für beide Ionen gleich groß ist und sich das RMP schon aus den Konzentrationsdifferenzen ergibt.

Wenn du das Tausendfache an einem Ion hast, aber eben extrazellulär auch eine tausendfach höhere Konzentration vorliegt, fällt es dann ins Gewicht, ob ich viel oder wenig habe oder zählt nur der Gradient.. :-nix

[Leijona]

du hast schon recht, mittelwert ist das, wovon es von beiden seiten her gleich weit ist..... ;-) :-)) :-))
da bin ich gar nicht drauf eingegangen oben ;-) :-)) :-))

aber das mitteln geht in diesem fall auch nur in grober näherung, weil eben die concs von na und k jeweils beinahe die gleichen sind... eben nur beinahe... also 145 und 155 und 12 und 5.
man kann es schon machen, aber wenn die profs aufeinmal statt 145 und 155 auf einmal stattdessen zb 160 und 120 schreiben, sitzt du in der tinte ;-)

und, sicher, der gradient zählt. auch wenn ein jon auf _beiden_ seiten der membran zb tausendfach überrepräsentiert ist, hat es natürlich auch größeren einfluss aufs umkehrpotential! bis zum beweis des gegenteils ;-)
aber in meiner argumentation darfst du das auch gern so verstehen, dass du auf einmal 1000fach mehr na meinetwegen ausserhalb der zelle hast - das wird das umkehrpot stark beeinflussen - oder wenn man 1000fach mehr innen hat, dann wirds wiederum anders...
auf alle fälle muss IMMER berücksichtigt werden :
typ des ions
die konzentration intrazellär
die konzentration extrazellulär
all das geht in die berechnung mit ein.
da kann man nicht einfach drüber mitteln! (okay ausser in dem spezialfall dass die permeabiliitäten und die konzentrationen ALLE exakt gleich sind. aber davon kann man ja nicht immer ausgehen!)
und um das rmp aus den konzentrationsdifferenzen zu errechnen (olle, du sagst ja, es ERGIBT sich daraus) braucht man nun mal die nernst-formel - nicht alle rmps dieser welt und nicht alle konzentrationen sind immer gleich so dass man freihändig daraus schliessen könnte... ;-)

man kommt um die formel schon allein zum verständnis denk ich nicht herum... schaut euch die problemstellung nochmal im physiobuch an ;-)

[Dr. Jackyll]

meine Lösung wäre:

da Na und K die gleiche ladung und die gleiche Permeabilität haben, setze ich sie als ein Ion gleich. Würde heißen:

Na außen+K außen=Ionenkonzentration außen beträgt 145+5=150

Innen gleichfalls:155+12=167

dann in die Nernst gleichung: M= -61mV * log (167/150)=-2, irgendwas....

edit: ich seh grad dass LEjona das mit Goldmann-hodging-Katz gemacht hat, aber im endeffekt die gleiche formel rausbekommen hat. Warum sie allerdings ein anderes ergebnis raus hat frag mich bitte nicht....

[Dr. Jackyll]

Ich dachte, ich addiere die Umkehrpotentiale miteinander (=-30mV), aber das scheint falsch zu sein. Die richtige Lösung liegt bei -10mV und ich verstehe nicht warum...

Stormground

du musst dann noch durch 2 teilen, also -90+60=-30 geteilt durch 2 ist -14,5 mV
:-top

[Leijona]

edit: ich seh grad dass LEjona das mit Goldmann-hodging-Katz gemacht hat, aber im endeffekt die gleiche formel rausbekommen hat. Warum sie allerdings ein anderes ergebnis raus hat frag mich bitte nicht....

im zweifel ist der taschenrechner schuld ;-)

[Stormground]

Hallo Leijona,

danke für deine Antwort(en)!

Ich hatte es auch mal irgendwann mit der Goldmann Gleichung versucht, aber ich komme dann auch auf -2,... irgendwas... deswegen dachte ich, es sei falsch. Wenn ich es jetzt nochmal rechne, kommt immernoch -2,... raus
Bin ich zu doof zum eintippen?

Habe gerechnet:

U = -61 * log (167/150)

Wie kommst du bitte auf deine 7,... das würde mich auch interessieren! :-)
Wo steckt der Fehler???

Grüße
Stormground

[Dr. Jackyll]

Hallo Leijona,

danke für deine Antwort(en)!

Ich hatte es auch mal irgendwann mit der Goldmann Gleichung versucht, aber ich komme dann auch auf -2,... irgendwas... deswegen dachte ich, es sei falsch. Wenn ich es jetzt nochmal rechne, kommt immernoch -2,... raus
Bin ich zu doof zum eintippen?

Habe gerechnet:

U = -61 * log (167/150)

Wie kommst du bitte auf deine 7,... das würde mich auch interessieren! :-)
Wo steckt der Fehler???

Grüße
Stormground

sie hat es falsch gerechnet, s.oben!