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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Physiologe: Membranpotential



DocEmmetBrown
11.02.2009, 17:05
In einer Zelle sei das Membranpotenzial maßgeblich durch ATP-abhängige Kalium Kanäle bestimmt, die durch ATP-Mangel geöffnet sind. Dann werden nicht-selektive Kaliumkanäle geöffnet, die für Natrium- und Kaliumionen permeabel sind.

1. Wie ändert sich dadurch das Membranpotential? (Warum?)

2. Wie ändern sich dadurch die Ströme durch die ATP-abhängigen Kanäle?
(Annahme: Deren Offenwahrscheinlichkeit hängt nicht vom Membranpotential ab.)

Bei der Aufgabe bin ich mir nicht wirklich sicher. Wie gehe ich da heran?

ZahniVorklinik
11.02.2009, 18:14
Zu 1.

Ruhebedingungen. Membranpotential nahe K+Gleichgewichtspotential~-90.
Öffnung nichtselektiver. Hohe Triebkraft für Na+ Einstrom. Membranpotential positiver, Depolarisation.

Zu 2.

mhhh...bittere Frage. Aus welchem Themengebiet kommt die Frage? Herz? Gefäß?

falls die nichtselektiven Kanäle aus der Aufgabe neben Na+ und K+ auch für Ca2+ permeabel sind würde sich der K+Strom durch die Atp-abhängigen K+ Kanäle erhöhen (hypoxiebedingungen am Herz)
(durch den erhöhten Na+Einstrom (Auftstrichphase) sekundär verbunden mit erhöhten Ca2+ Einstrom(Na-Trigger) am Arbeitsmyokard)). Die Kontraktion bewirkt kurzzeitig ATP Abfall--->Atp-abhängiger Kanal vermehrt offen--->Größerer Ionenstrom durch selbigen

Ansonsten habe ich noch nie etwas von einem ATP abhängigen Kanal gehört der allein durch einen reinen Na+ Einstrom seine Permeabilität verändert. Würde auch keinen Sinn machen, es steht ja in der Aufgabe, dass er vom Membranpotential unabhängig ist.

vielleicht schaust du mal im Netz


Greets

DocEmmetBrown
12.02.2009, 17:31
Aber wird bei (1) nicht genauso die Permeabilität für K durch die nicht seleketiven Kanäle größer?

Eine andere Frage noch zum Thema Kanäle. Bei uns wird immer gesagt, dass L-Typ Ca Kanäle auf -60mV hyperpolarisiert werden müssen, um wieder in den geschlossen aktivierbaren Zustand überzugehen. Aber da doch das Ruhemembranpotential zwischen -80 und -90mV liegt kann man da doch nicht von Hyperpolarisation sprechen?!

ZahniVorklinik
12.02.2009, 22:45
(1) ja, spielt aber keine Rolle:
Ruhebedigungen: Atp-abhängige K+ Kanäle offen siehe Aufgabe.
Folge: K ionenverteilung frei möglich, Auswärtsstrom bis Diffusionspotential raus=Elektronischer Gradient rein, ergo kein Netto Ionenstrom. Ruhemembranpotetial von K+ getragen, irgendwo zwischen -70 und -90mV
Öffnung unspezifischer Na, K Kanäle ändert die Situation (für K+) nicht.
Na+ großer (Konzentrations=Diffusions) Gradient rein, Verschiebung von -90 auf positivere Werte,wohin auch immer.

(2)-90mV, L-Typ zu (geschlossen aktivierbar), Depol. auf-30--->offen-->lange offen (long lasting hieß das glaube ich)--->dann geschlossen inaktivierbar----> Hyperpolarisation auf -60mV---->geschlossen aktivierbar


Greets

DocEmmetBrown
13.02.2009, 00:01
(1) Das Öffnen der unspezifischen Kanäle erhöht aber doch auch die Kaliumpermeabilität. Und ob ich in der Goldmann Gleichung nur im Zähler und Nenner p*c(Na) von Außen und Innen addiere, oder eben noch einen zusätzlichen Summanden durch die zusätzliche Kaliumpermeabilität macht aber doch schon einen Unterschied?

(2) Hier ging es mir eigentlich um den Begriff der Hyperpolarisation. -60mV ist ja eigentlich gar nicht negativer als das Membranpotential.

ZahniVorklinik
13.02.2009, 02:09
(1) Ja, aber ich glaube nicht, dass das hier in der Aufgabe eine Rolle spielt.
Ich meine die Permeabilität für K+ ist ja in der Aufgabe als Ausgangsituation durch die geöffneten ATP-K+ Kan. dargestellt. Ich denke die Permeabilität liegt dann auch nahe P.max.



(2) ja, hast Recht. wenn du von Ruhem.pot. von -90 ausgehst kann man nicht von hyperpolarisationsaktivierten L-Ca Kan. sprechen. Im Gegenteil. Bei Hyperpolarisation schließen diese Kanäle während der Repolarisation eines APs gehen sie in geschlossen aktivierbar über. So müssts passen.
Sicher das Hypepolarisationsaktivierte L-Typ Ca2+ gemeint sein sollen, oder nicht eher Hyperpol.akt. K+Kanäle?

DocEmmetBrown
13.02.2009, 10:37
(2) Jo, der Professor schreibt für L-Typ Calciumkanäle zu dem Thema, dass sie entweder zeitabhänig oder durch Hyperpolarisation auf -60mV in den geschlossen aktivierbaren Zustand übergehen. Es geht um das Potential im Myokard und dem Sinusknoten. Gleichzeitig spricht er aber selbst von einem Ruhemembranpotential von -90mV

Jauheliha
13.02.2009, 11:01
Das sieht ganz böse nach Andi L. aus... :-oopss

Neurofreak
13.02.2009, 14:35
Jauheliha: Treffer versenkt.

DocEmmetBrown: Gute Frage mit der Hyperpolarisation. Geschrieben hat er es ja im direkten Vergleich zu den schnellen Natriumkanälen. Im Grunde hast du recht, dass Hyperpolarisation negativer als das Ruhemembranpotential ist. Aber in diesem Zusammenhang kann ich es mir auf zwei Arten erklären: 1) er wollte sich grammatikalische Verrenkungen sparen, 2) es geht ihm in diesem Zusammenhang darum, dass das Potential kurzfristig unter einen bestimmten Wert abgesunken sein muss, es muss nicht dauerhaft auf/unter dem Wert bleiben. Letzeres halte ich für wahrscheinlicher.
Ist aber auch egal, im Zweifelsfall sollte man sich grade bei diesem Prof daran halten, was er gesagt hat, dann kann man immernoch auf die Folien verweisen.
In einem Text würde ich es aber vielleicht anders benennen, wahrscheinlich: "das Membranpotential muss für diesen Kanal nach einer Öffnung kurzfristig in einen Bereich negativer als x mV absinken um ihn in den geschlossen aktivierbaren Zustand zu überführen.", das dürfte am sichersten sein.

In der ursprünglichen Frage stimme ich z.T. Zahni zu (p(K) ist sowieso schon riesig, da machen die paar Kanäle auch nichts mehr aus, aber p(Na) steigt gewaltig -> Depolarisation), dann passiert meiner Meinung nach etwas weiteres: Das Potential, das ursprünglich das Kalium an seinem Ort gehalten hat ("Lassofunktion") ist ja jetzt umgekehrt und treibt das Kalium jetzt fix aus der Zelle raus, da jetzt sowohl der chemische als auch der elektrische Gradient für Kalium in dieselbe Richtung zeigen. Das würde auch erklären, warum es in der Altklausur Platz für die Antworten a und b gibt.
(korrigiert mich, wenn ich falsch liege)

ZahniVorklinik
13.02.2009, 16:20
In einem Text würde ich es aber vielleicht anders benennen, wahrscheinlich: "das Membranpotential muss für diesen Kanal nach einer Öffnung kurzfristig in einen Bereich negativer als x mV absinken um ihn in den geschlossen aktivierbaren Zustand zu überführen.", das dürfte am sichersten sein.



Das macht zumindest für das Schrittmachertgewebe am Herz aber keinen Sinn.
Denn die Symphatikuswirkung beispielsweise beruht ja unter anderem darauf, dass maximal diastolische Potential (also die -60 am Sk) auf positivere Werte anzuheben.
Das heißt unter Symphatikuswirkung werden Werte um -60mV nicht mehr erreicht. Trotzdem kommt es zu einem Schrittmacherpotential durch die Öffnung der L-T. Ca.
Wären diese Kanäle nur durch einen Hyperpol. wieder in geschlossen aktivierbar überführbar dürfte es durch die Anhebung der Schwelle unter Symphatikusweinwirkung keine Öffnung der L-T. Ca geben, folglich kein Schrittmacher-AP.

Ich finde den Begriff hyperpolarisationsaktivierter L-Typ wirklich fraglich, denn zumindest bei und wurde das nie erwähnt, es macht auch aus den oben dargestellten Gründen genau genommen wenig Sinn.
:-???


Greets

Neurofreak
13.02.2009, 16:54
Du magst durchaus Recht haben, Zahni.

Die Sache ist aber die, dass wir noch keinen Herz-Kreislaufblock hatten, sondern das die ganz basale Elektrophysiologie ist. Wir haben auch noch nichts von Sympathikuswirkung o.ä. gehört. Daher würde ich mich strikit an die Folien halten und gar nicht an sowas denken (in der Klausur).

Ah, ich habe grade nochmal genau in die Folien gesehen. Da ist eben jene Tabelle in der der schnelle Na-Kanal mit dem L-Typ Ca-Kanal verglichen wird, und unter "benötigte Hyperpolarisation" steht beim Ca-Kanal "~-60mV oder zeitabhängig". Ich denke das ist des Rätsels Lösung, im Gegensatz zu den schnellen Na-Kanälen können die L-Typ Ca-Kanäle auch zeitabhängig aktiviert werden.

PS: Der Kanal wurde bei uns nie per se hyperpolarisationsaktiviert genannt. Er hieß immer L-Typ Ca-Kanal und es wurde dazu gesagt, dass er durch o.g. Faktoren wieder aktiviert wird.

febee
19.03.2010, 06:59
Hallo!

ich hab ne frage zu diesem Thema.
da es sich hier um eine kleine und ähnliche frage handelt, wollte ich jetzt nicht extra nen thread auf machen.
hoffendlich kann man mir weiterhelfen........

Berechnung des Membrangleichgewichtspotenzials von Ka+ (intrazell. 150mM extrazell. 5mM) und Cl- (Intrazell.20mM, extrazell. 100mM). Die Zellmembran ist für beide Ionen gleichermaßen leitfähig.
Lösung = -66mV
- -90mV
- -78mV
- -54mV
- -42mV


ich komm leider nicht auf diese besagte -66mV

Das Potential für Chlorid nach Nernst -43mV und Kalium -90mV


Wie komm ich denn jetzt da auf -66mv?
Nach rumprobieren ohne dabei eine Regel zu wissen habe ich die errechneten Potentiale halbiert und dann addiert, naja bin dann auf -66mV gekommen



Bitte helft mir!!!!!!!

bonescrusher
19.03.2010, 07:31
Hi!...

Wie du es gemacht hast, ist schon ok. Du musst als erstes das Gleichgewichtspotential beider Ionen ausrechnen ...

Dazu nimmst die Nernstgleichung: E= -61mV * log (innen)/außen

Bei K+ => -90mV

Bei Cl- => bei Cl- musst du aufpassen. Die Ionen sind negativ, das musst du im Nenner der Nernstgleichung berücksichtigen....

Cl- =>-42mV ... so wie du es auch hast.

Jetzt heißt, dass die Leitfähigkeit für Cl- und K+ gleich groß ist

Wenn du von g(Leitfähigkeit) = 100% ausgehst .... hat Cl- 50% und K+ 50%


==> 50/100 * -90mV + 50/100 * -42mV = -66mV

Und so kannst du das mit allen Kombis machen ... k.A 2/3 Na+ Leitfähigkeit und nur 1/3 K+ usw. ... immer die Leitfähigkeit in Prozentanteil mal das Gleichgewichtspotenzial.


gruß

bones

febee
19.03.2010, 07:40
toll, vielen Dank!

kann ich das auch so machen bzw. erklären:
(obwohl deins ja echt logisch ist, vielleicht is es ja einfach zu früh)

es muss ein potential vorliegen, dass von beiden errechneten Potantialen gleich weit entfernt ist: also 90-65 und 65-40, beides mal also 25 mV weit entfernt....oder ich lass das lieber mal......mach die sache noch komlizierter als sie ist.......:-oopss