Membranpotentialberechnungen

[Loranu]

Hallo,

ich scheiter irgendwie an diesen Aufgaben.



12. Die zytoplasmatische Na+ Konzentration einer Zelle ist gleich 10 mMol/Liter, die zytoplasmatische K+ Konzentration einer Zelle ist gleich 50 mMol/Liter. Die extrazelluläre Na+ Konzentration einer Zelle ist über 140 mMol/Liter, die extrazelluläre K+ Konzentration ist 3 mMol/Liter. In welchem Bereich liegt das Membranpotential, wenn die Permeabilität von Kalium zur Permeabilität von Natrium gleich 10 ist?
A: zwischen 40 und 50 mV


Diese Aufgabe hab ich versucht über die Goldman-Gleichung zu lösen komme jedoch nicht auf das gewünschte Ergebnis.




13. Das Membranpotential einer Zelle sei –60 mV, das Kaliumgleichgewichtspotential – 90mV, die Kaliumleitfähigkeit 1 nSiemens. Wie groß ist der Kaliumstrom?
A: Der Kaliumstrom beträgt 30pA

Auch bei dieser Aufgabe bin ich etwas planlos....




38. Das Membranpotential einer Zelle sei -74 mV. Die extrazelluläre Ca2+ Konz. sei 1 mmol/l. Die zytoplasmatische Ca2+ Konz. sei 100 nmol/l. Die elektrochemische Triebkraft für den Ca2+ Einstrom beträgt etwa….
A: - 196mV ???????


Ich komm da auf: 61*log(1/10.000) = -244mV . Jedoch weiß ich nicht wie ich das Membranpotential in die Rechnung miteinbeziehen muss.




55. Die zytoplasmatische K-Konzentration ist 150 mM, die extrazelluläre K-Konzentration ist 5 mM, die zytoplasmatische Cl-Konzentration ist 5,4 mM, die extrazelluläre Cl-Konzentration ist 110mM, die Membranleitfähigkeit beträgt 10 nSiemens. Wie hoch ist ungefähr der K-Strom, wenn das Membranpotenzial um 10 mV negativer ist, als das Cl-Gleichgewichtspotenzial?
A: annähernd 0

Auch bei dieser Aufgabe steh ich irgendwie an...


Das müsste doch alles problemlos mit der Goldman & Nernst Gleichung lösbar sein oder? Aber ich komm da einfach auf kein richtiges Ergebnis...

[McDübel]

Bei Aufgabe 38 hast du die Wertigkeit von Ca2+ in deiner Berechnung vergessen...also 61mV/2...und kann es sein, dass du die extra- mit der intrazellulären Ca2+-Konzentration vertauscht hast? Ich würde nämlich so, wie du es geschrieben hast, auf 122mV kommen und nicht auf -122mV...und laut Antwort von -196mV müsste ich aber auf -122mV kommen, da -122mV+(-74mV)= -196mV sind :-)

[Loranu]

Ah in der Eile hab ich die zweiwertigkeit übersehen stimmt und du hast recht ja ich hab extra mit intrazellulär vertauscht.

Jedoch bin ich jetzt noch etwas mehr verwirrt als zuvor. Habe wohl gerade eine ziemliche denkblockade.


Das Gleichgewichtspotential errechne ich ja mit 61*log(cEXTRA/cINTRA). Das ganze noch geteilt durch die Wertigkeit des Ions.

Nun 30,5*log(1/0,0001) ergibt bei mir 122mV. Wie komm ich da auf die -196mV?

Kannst du mir vielleicht noch erklären wieso du einfach das Ruhemembranpotential dazu addierst? Ich kann das nicht ganz nachvollziehen. Zudem ich ja auf +122mV nun komme und nicht auf -122mV.


Ah ich würd nun wohl auf das richtige Ergebnis kommen. Hier mein Ansatz:

Ruhemembranpotential = Summe aller Gleichgewichtspotentiale.
-74 = x + 122
x = -196

Sollte vom Verständnis her stimmen oder? Bin mir nicht sicher hab das Thema noch nicht im Griff :(

[McDübel]

Ruhemembranpotential = Summe aller Gleichgewichtspotentiale.-74 = x + 122 x = -196


Hab die Aufgabe 38 noch einmal RICHTIG gelesen und siehe da, da steht ja fett, dass die elektrochemische Triebkraft von Calcium gesucht ist :-oopss Dafür gibbet natürlich ne nette Formel:
E = Em - Ex

Einfach einsetzen und fertig: E = (-74mV)-(+122mV) = -196mV

Bedeutet also, so wie es in der Aufgabenstellung ja auch schon steht, dass das Calcium mit einer Potentialdifferenz von -196mV in die Zelle getrieben wird.

Sorry für das Wirrwarr! Da war ich wohl net ganz bei der Sache...:-blush

[LasseReinböng]

Zu Aufgabe 13: lässt sich ganz einfach mit dem Ohmschen Gesetz lösen: U=R x I

Einfach nach I ( Stromstärke ) auflösen: I = U / R, hier in diesem Falle, da von der Leitfähigkeit ( "L") gesprochen wird I = U x L

Die effektive Spannung U für K+ liegt bei 30mV, da das K+ GG-Potential 30mV vom Gesamt-GG-Potential entfernt ist.

also I= 30mV x 1nS = 30pA ( milli mal nano ergibt pico).

[LasseReinböng]

Aufgabe 12: ich komme hier auf 59,8 mV nach der Goldman-Gleichung ( bei 37°C). Hm...

[McDübel]

Aufgabe 55) K+ - Gleichgewichtspotential = -90mV ; Cl- - Gleichgewichtspotential = -80mV ; das Membranpotential soll nun 10 mV negativer sein, als das Cl- - Gleichgewichtspotential, also = -90mV; I= U/L ; die Differenz vom K+ GG-Potential zum Membranpotential beträgt hier also 0. Und I= 0/10nS=0; Korrekt? :-oopss

[KoelnerMedizin]

Aufgabe 12: ich komme hier auf 59,8 mV nach der Goldman-Gleichung ( bei 37°C). Hm...

Also die intrazelluläre K-Konzentration beträgt ja wohl eher 150mM und nicht 50mM wie vom Threadersteller angeben. Mit 37°C erhalte ich eine Membranspannung von 70,4 mV über die Goldmann-Gleichung. Problematisch bei der Aufgabe ist, dass keine Aussage über Chlorid-Konzentration bzw. seine Permeabilität gemacht wird. Diese in der Rechnung zu vernachlässigen macht wenig Sinn.

[McDübel]

Oh...hier ist ja nicht viel passiert. Wenn du gestattest Loranu, werde ich dich jetzt erneut verwirren mit meinem (wenn vielleicht auch net ganz korrekten, aber dennoch sympathischen :-)) ) Lösungsvorschlag für Aufgabe 12...dürfte den Kohl ja jetzt eh nicht mehr fett machen gell :-D

Aalso, Aufgabe 12) Da laut Aufgabenstellung die Membran hier nur für K+ -und Na+ -Ionen permeabel sein soll, müssen der K+ -Auswärtsstrom und der Na+ -Einwärtsstrom ja somit gleich groß sein. Hierfür gilt der Einfachheit halber folgende Gleichung:
gNa*ENa = gK*EK

g stellt hier die Leitfähigkeit der Membran und E die treibende Kraft für entsprechendes Ion dar. E ist (wie beim Ohmschen Gesetz) die Differenz zwischen Gleichgewichtspotential und dem aktuellen Membranpotential.

Das Na+ GG-Potential beträgt 70mV / das K+ GG-Potential -75mV

Wenn man damit jetzt das aktuelle Membranpotential errechnet, kommt man auf -5mV (-75+70). Jetzt kann man von den GG-Potentialen und dem aktuellen Membranpotential, die Differenz nehmen. Wäre für Na+ = 65mV / K+ = 70mV.

Nun wird das ganze (siehe obige Gleichung) gleich gesetzt:

10*65 = 10*70
650 = 700
= 50mV; dies ist also das benötigte Membranpotential, um das Gleichgewicht zu halten.


Vielleicht hast du ja mittlerweile selbst den richtigen Lösungsweg gefunden?? :-music

[LasseReinböng]

Du hast aber jetzt die unterschiedlichen Permeabilitäten nicht berücksichtigt. Das Verhältnis war doch gK:gNa= 10:1.

[McDübel]

Hmm...na toll! :-(( Also ich glaub, mir is die Aufgabe zu hoch...geistert denn niemand hier rum, der das drauf hat??? Gibbet doch net...:-notify *in die Tischkante beiß*

[LasseReinböng]

Auf das geschilderte Beispiel lässt sich ganz klar die Goldman-Gleichung anwenden, die gilt, wenn die Zellmembran für mehr als eine Ionenart permeabel ist.
Aber egal, ich glaub der TE liest hier eh nicht mehr mit.

[McDübel]

Joa...Recht hascht...meine vorgebrachte Gleichung is ja nur ne Vereinfachung der Goldman-Gleichung und wenn man zwei von den drei Ionensorten aus der Gleichung nimmt, landet man wieder bei der Nernst-Gleichung...also alles eine Suppe :-)) Hatte überlegt, ob man den letzten Satz der Aufgabe vielleicht doch so interpretieren sollte, wie ich es bei meiner Gleichung getan habe...hm, keine Ahnung und is auch, wie du bereits geschrieben hast, egal...ich glaube auch, dem TE ist hier alles vergangen :-music

[Loranu]

Danke für für die Hilfe ;)

Hab noch ne Frage für die ich nicht extra einen Thread eröffnen will und zwar:



Welcher der folgenden Faktoren führt am ehesten zu einer Abnahme des
Zellvolumens?


a) Abnahme der Osmolarität im Extrazellulärraum
b) Aktivierung eines Kaliumkanals
c) Aktivierung eines Natriumkanals
d) Aktivierung eines Natrium Glucose Cotransporters



Nun ist diese Altfrage aber so kommentiert:


A: Aktivierung eines Kaliumkanals (da K+ aus der Zelle ausströmt und aus osmotischen Gründen Wasser mitreißt)

das kann doch nicht stimmen oder?


edit: hat sich erledigt habs kapiert :D

[McDübel]

Mooooment ;-) Jetzt musst DU erstmal verraten, wie denn nun der Lösungsweg für Aufgabe 12 aussieht...ich nehme doch mal an, dass ihr das in der Schule/Uni/unter Freunden (?) besprochen habt...? *neugierig bin* :-)


Edit: Zu deiner neuen Frage: Antwort a) ist definitiv falsch! ;-)

[Loranu]

wah war schon wieder etwas zu verpeilt nochmal drüber geschaut und ja a) ist definitiv falsch. Hat ja genau den entgegengesetzten effekt. Kann mir mittlerweile auch die richtige Antwort erklären: Kalium raus ; osmolalität intrazellulär sinkt -> wasser raus






Mooooment Jetzt musst DU erstmal verraten, wie denn nun der Lösungsweg für Aufgabe 12 aussieht...ich nehme doch mal an, dass ihr das in der Schule/Uni/unter Freunden (?) besprochen habt...? *neugierig bin*



Ja und wir sind zum entschluss gekommen ,dass es sich wohl um eine falsch überlieferte Altfrage handeln muss :>. Habs noch länger pobiert und bin auf kein grünen zweig gekommen.(andere auch nicht :p)

[McDübel]

wah war schon wieder etwas zu verpeilt

Macht nix, ich kenn das :-D


Gruß

[LasseReinböng]

Ui, ich wollte noch schreiben: Einspruch, das ist kein solvent drag, aber da war jemand schneller. ;-)

Ach Membranphysiologie, mon amour...

[McDübel]

Ach Membranphysiologie, mon amour...

Aber echt! ;-)

[DrmedDenRasen]

Das rettet wieder ein paar Punkte vor der kommenden Prüfung! =D