MEMBRANPOTENZIAL HANNA STUBBIG ​. AGENDA MEMBRANPOTENZIAL 2  DEFINITION  RUHEPOTENZIAL  ENTSTEHUNG  WIEDERHOLUNG: NATRIUM-KALIUM- PUMPE  AKTIONSPOTENZIAL.

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1 MEMBRANPOTENZIAL HANNA STUBBIG ​

2 AGENDA MEMBRANPOTENZIAL 2  DEFINITION  RUHEPOTENZIAL  ENTSTEHUNG  WIEDERHOLUNG: NATRIUM-KALIUM- PUMPE  AKTIONSPOTENZIAL  BEDEUTUNG  MESSUNG

3 DEFINITION MEMBRANPOTENZIAL 3 Das Membranpotential ist eine elektrische Potentialdifferenz (Spannung), die zwischen der Außen- und Innenseite einer Zellmembran besteht. ~ Membranpotential - DocCheck Flexikon

4 RUHEPOTENZIAL MEMBRANPOTENZIAL 4 ≙ SPANNUNG EINER NICHT ERREGTEN ZELLE -POTENZIAL NEGATIV (-70MV) INNERHALB ZELLE: HOHE KONZENTRATION AN KALIUM-IONEN & ORGANISCHEN ANIONEN AUßERHALB ZELLE: HOHE KONZENTRATION AN NATRIUM-IONEN & CHLORID-IONEN SEMIPERMEABLE MEMBRAN TRENNT ZELLINNERES UND -ÄUßERES VONEINANDER FAKTOREN ZUR ENTSTEHUNG DES RUHEPOTENTIALS ELEKTROCHEMISCHER GRADIENT: CHEMISCHER GRADIENT (KONZENTRATIONSGRADIENT) UND ELEKTRISCHER GRADIENT SELEKTIVE PERMEABILITÄT DER MEMBRAN NATRIUM-KALIUM-PUMPE

5 ENTSTEHUNG MEMBRANPOTENZIAL 5 -SEMIPERMEABLE MEMBRAN (TEILW. DURCHLÄSSIG) -DURCHLÄSSIGKEIT ABHÄNGIG VON IONEN: -Kaliumionen -Chloridionen -Natriumionen -Anionen  BESTIMMTER KONZENTRATIONSGRADIENT -ANSTREBEN AUSGLEICHEN (DIFFUSION)

6 ENTSTEHUNG MEMBRANPOTENZIAL 6 Ladungstrennung -> Potenzialgefälle Diffusion: - Inneres: negativer - Äußeres: positiver -Abstoßen gleicher Ladungen Entgegenwirken Diffusion

7 NATRIUM-KALIUM-PUMPE MEMBRANPOTENZIAL 7 = TUNNELPROTEIN IN MEMBRAN  AKTIVER TRANSPORT -ENTGEGENWIRKEN LADUNGSAUSGLEICH -IONEN ENTGEGEN KONZENTRATIONSGRADIENTEN  AUFRECHTERHALTEN NEGATIVE SPANNUNG

8 AKTIONSPOTENZIAL MEMBRANPOTENZIAL 8 PHASEN 1.RUHEPOTENZIAL: OHNE REIZ ALLE SPANNUNGSGESTEUERTEN NATRIUM- UND KALIUMIONENKANÄLE GESCHLOSSEN 2.REIZ: ÜBERSCHREITUNG SCHWELLEN 3.ÖFFNEN NATRIUMKANÄLE; SPANNUNG STEIGT BIS CA. +30 MV AN (=DEPOLARISATION). 4.SCHLIEßEN VON NATRIUM- UND ÖFFNEN VON KALIUMKANÄLEN: RÜCKKEHR ZU RUHEPOTENTIAL (REPOLARISATION). 5.MEMBRANSPANNUNG OFT ERST NOCH NEGATIVER, ALS URSPRÜNGLICHES RUHEPOTENTIAL (HYPERPOLARISATION), BEVOR ZELLE ZUM AUSGANGSPUNKT ZURÜCKKEHRT

9 AKTIONSPOTENZIAL MEMBRANPOTENZIAL 9

10 BEDEUTUNG MEMBRANPOTENZIAL 10 -STEUERUNG IONENSTRÖME -Energiespeicherung -Freiwillige Diffusion Ionen  Freiwerden Energie  Umwandlung ATP -Änderung osmotisches Potenzial -Wachstum Zellen (Volumenzunahme) -Durchführen Bewegungen (osmot. Druck) -Verdünnen Innenraum  Veränderung Konzentration  nun mgl. Diffusion -SIGNALGEBUNG -Veränderung Membranpotenzial  Ausbreitung über Zellen  Ausschüttung Transmitterstoffe in Synapsen  Muskelkontraktion

11 MESSUNG MEMBRANPOTENZIAL 11 -DIFFERENZ ZWISCHEN ZELLINNEREM UND ZELLÄUßEREM -MESSELEKTRODE IN ZELLINNEREM UND REFERENZELEKTRODE AUßERHALB -BSP.: -70MV BEI RUHEPOTENZIAL Messung einer Oocyte von Xenopus laevis

12 NATRIUM-KALIUM-PUMPE - BING IMAGES MEMBRANPOTENTIAL – BIOLOGIE-SEITE.DE NATRIUM-KALIUM-PUMPE FUNKTION, MECHANISMUS · [MIT VIDEO] (STUDYFLIX.DE) MEMBRAN BILD - BING IMAGES MEMBRANPOTENTIAL - LEXIKON DER BIOLOGIE (SPEKTRUM.DE)