ledoell
04.01.2010, 08:49
heyho...
also das bringt mich wirklich zur Verzweiflung, ich hab langsam das Gefühl ich bin total beschränkt. Es geht um die elektrochemische Triebkraft und wie man damit die Richtung von Ionenströmen bei einem bestimmten vorliegenden Membranpotential vorhersagen kann.
laut Silbernagel (6. Auflage 2009, S.26/27) besteht die Beziehung
elektrochem. Triebkraft(x) = R * T * ln [x]i/[x]a + z(x) * F * Spannungsdifferenz über der Membran
R = Gaskonstante, T = Temperatur, F = Faradaykonstante, z(x) = Betrag und Vorzeichen der Ladung des Ions X, [x]i = intrazelluläre Konzentration von x, [x]a = extrazelluläre Konzentration von x, Spannungsdifferenz über der Membran = Membranpotential E(m)
Der erste Teil der Gleichung beschreibt das chemische Potential (Diffusionspotential), der zweite Teil das elektrische Potential für X (die dann ein negatives oder ein positives Vorzeichen haben kann, je nachdem wie die Werte sind)
So weit so gut. Es gibt jetzt genau ein bestimmtes Membranpotential, bei dem elektr. und chem. Potential genau gleich groß, aber entgegengesetzt sind (umgekehrtes Vorzeichen). Dieses Potential wird Gleichgewichtspotential für X bzw. E(x) genannt und kann berechnet werden, indem man die o.g. Gleichung gleich null setzt (entspricht dann der Nernst-Gleichung).
Das heißt: falls das aktuelle Membranpotential nicht zufällig dem Gleichgewichtspotential für x entspricht, besteht eine elektrochemische Triebkraft für X.
Nun:
1) Damit das elektrochem. Potential wieder gleich null wird, kann entweder das Membranpotential verändern (so dass es dem Gleichgewichtspotential bei den gegebenen Werten von [x]i und [x]a entspricht), oder aber die Konzentrationswerte verändern sich so, dass das neue Gleichgewichtspotential für die geänderten Konzentrationen dem unveränderten Membranpotential entspricht. Beides hat den gleichen Effekt, oder?
Woher weiß ich dann, welche von beiden Möglichkeiten der Fall ist? Es könnte außerdem ja auch beides der Fall sein und die beiden Effekte "treffen sich irgendwo in der Mitte"?
2) im Silbernagel wird dann weiterhin gesagt, die elektrochemische Triebkraft könnte über die Beziehung
elektrochem. Triebkraft = E(m) - E(x)
berechnet werden.
Aus dieser Beziehung kann ich doch aber überhaupt nichts vorhersagen, oder? Die Beziehung gibt ja nur an, ob das Membranpotential höher oder niedriger als das Gleichgewichtspotential für X ist. Aber um zu wissen, in welche Richtung der Strom stattfindet müssen ja noch die intra- und extrazellulären Konzentrationen für das Ion X und außerdem die Ladungszahl und das Vorzeichen der Ladung von X einbezogen werden (siehe die Gleichung ganz oben), sonst bringt die ganze Sache doch überhaupt nichts, oder? Oder wird davon ausgegangen, dass die Konzentrationen konstant sind? An einer anderen Stelle im Silbernagel findet sich auch die Aussage, dass es bei den Strömen an der Zellmembran immer nur zu minimalen (fast nicht messbaren) Konzentrationsveränderungen der Ionen kommt. Demnach würde sich also quasi immer nur das Membranpotential ändern, obwohl es auch zu (allerdings minimalen) Konzentrationsveränderungen der Ionen kommt?
ich bin irgendwie ratlos, hab mir das alles schon 20mal überlegt, aber es haut irgendwie einfach nicht hin...:-nix
kann mir jemand weiterhelfen?
danke & viele grüße
also das bringt mich wirklich zur Verzweiflung, ich hab langsam das Gefühl ich bin total beschränkt. Es geht um die elektrochemische Triebkraft und wie man damit die Richtung von Ionenströmen bei einem bestimmten vorliegenden Membranpotential vorhersagen kann.
laut Silbernagel (6. Auflage 2009, S.26/27) besteht die Beziehung
elektrochem. Triebkraft(x) = R * T * ln [x]i/[x]a + z(x) * F * Spannungsdifferenz über der Membran
R = Gaskonstante, T = Temperatur, F = Faradaykonstante, z(x) = Betrag und Vorzeichen der Ladung des Ions X, [x]i = intrazelluläre Konzentration von x, [x]a = extrazelluläre Konzentration von x, Spannungsdifferenz über der Membran = Membranpotential E(m)
Der erste Teil der Gleichung beschreibt das chemische Potential (Diffusionspotential), der zweite Teil das elektrische Potential für X (die dann ein negatives oder ein positives Vorzeichen haben kann, je nachdem wie die Werte sind)
So weit so gut. Es gibt jetzt genau ein bestimmtes Membranpotential, bei dem elektr. und chem. Potential genau gleich groß, aber entgegengesetzt sind (umgekehrtes Vorzeichen). Dieses Potential wird Gleichgewichtspotential für X bzw. E(x) genannt und kann berechnet werden, indem man die o.g. Gleichung gleich null setzt (entspricht dann der Nernst-Gleichung).
Das heißt: falls das aktuelle Membranpotential nicht zufällig dem Gleichgewichtspotential für x entspricht, besteht eine elektrochemische Triebkraft für X.
Nun:
1) Damit das elektrochem. Potential wieder gleich null wird, kann entweder das Membranpotential verändern (so dass es dem Gleichgewichtspotential bei den gegebenen Werten von [x]i und [x]a entspricht), oder aber die Konzentrationswerte verändern sich so, dass das neue Gleichgewichtspotential für die geänderten Konzentrationen dem unveränderten Membranpotential entspricht. Beides hat den gleichen Effekt, oder?
Woher weiß ich dann, welche von beiden Möglichkeiten der Fall ist? Es könnte außerdem ja auch beides der Fall sein und die beiden Effekte "treffen sich irgendwo in der Mitte"?
2) im Silbernagel wird dann weiterhin gesagt, die elektrochemische Triebkraft könnte über die Beziehung
elektrochem. Triebkraft = E(m) - E(x)
berechnet werden.
Aus dieser Beziehung kann ich doch aber überhaupt nichts vorhersagen, oder? Die Beziehung gibt ja nur an, ob das Membranpotential höher oder niedriger als das Gleichgewichtspotential für X ist. Aber um zu wissen, in welche Richtung der Strom stattfindet müssen ja noch die intra- und extrazellulären Konzentrationen für das Ion X und außerdem die Ladungszahl und das Vorzeichen der Ladung von X einbezogen werden (siehe die Gleichung ganz oben), sonst bringt die ganze Sache doch überhaupt nichts, oder? Oder wird davon ausgegangen, dass die Konzentrationen konstant sind? An einer anderen Stelle im Silbernagel findet sich auch die Aussage, dass es bei den Strömen an der Zellmembran immer nur zu minimalen (fast nicht messbaren) Konzentrationsveränderungen der Ionen kommt. Demnach würde sich also quasi immer nur das Membranpotential ändern, obwohl es auch zu (allerdings minimalen) Konzentrationsveränderungen der Ionen kommt?
ich bin irgendwie ratlos, hab mir das alles schon 20mal überlegt, aber es haut irgendwie einfach nicht hin...:-nix
kann mir jemand weiterhelfen?
danke & viele grüße