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Hallo liebe Forenmitglieder,
ich habe eine wirklich wichtige Frage bezüglich des Membranpotentials, die bisher einfach nicht lösen konnte. Darum wäre ich sehr dankbar wenn ihr euch ein paar Minuten Zeit nehmen könntet um mir dabei zu helfen! Ich weiß wie das Ruhemembran zustande kommt (Na/K-ATPase, Konzentrationen, etc.) und auch dass dieses vor allem aufgrund der Permeabilität der K+ Ionen entsteht, welche vielfach höher ist als die der anderen Ionen.
Wenn ich nun also außen mehr Na+ und Cl- habe und Innen mehr K+ und Proteinanionen und man jetzt vereinfacht und sagt dass diese Ladungen sich Prinzipiell ausgleichen, entsteht ja jetzt das Potential aufgrund dessen, dass hauptsächlich K+ seinem chemischen Gradienten nach außen folgt (wg hoher Permeabilität) bis zum Punkt wo dieser dem Elektrischen Gradienten gleich ist (wegen Überbleiben von inneren unkompensierten negativen Ladungen) = > ( E chem. = E elek. ) Somit ist es innen negativer als außen. Nun kenne ich auch die Nernstgleichung zur Berechnung des Potentials (also der Ladungsdifferenz zwischen innen und außen). Die Berechnung ergibt wie in allen Quellen steht nun das !negative!Potential für K+ bei -90 mv.
Nun meine erste Frage: worauf beziehen sich die "minus" 90 mv? Und vor allem was drückt dies jetzt aus, hinsichtlich der "Spannung"? Ich kann mir das Ganze irgendwie nur mit positiven und neagtiven Ladungen vorstellen… Heißt dass, dass ein Strom von innen nach außen fließt mit der Spannung -90 mv? Kalium erreicht ja für sich allein gesehen eine höhere Konzentration innen, was in einem Modellversuch NUR mit Kalium bedeuten müsste: innen positiver als außen.
Das Ruhepotential ist ja etwa -70 mv. Zur Depolarisation: Ich habe nun gelernt dass spannungsgesteuerte Na+ Kanäle positive (basische) Proteindomänen besitzen. Diese werden von der negativeren Innenseite angezogen und dadurch geschlossen gehalten. Wird das innere POSITIVER durch ein AP, "steigt?" das Ruhepotential auf -40 mv weil der Ladungsunterschied abnimmt, die Domänen verschieben sich nach außen, der Kanal öffnet sich und Natrium strömt ein, es wird noch positiver innen, das AP wird weitergeleitet und so weiter.
=> Nun mein 2. daher enstandenes noch größeres Problem:
Die Hyperkaliäme:
Wenn ich nun also außen mehr K+ habe ändert sich mit der Nernstgleichung das Ruhepotential der Zelle ins positivere, was doch bedeuten müsste dass eine Depolarisation nun einfacher erfolgt bzw. die eben genannten Kanäle sich öffnen können, Na+ einströmt und ein Kreis entsteht, der die Zelle "ständig depolarisiert, positiver innen" lässt.
Doch wie kann das sein?? Wenn ich außen mehr Kalium habe, sprich die Hyperkaliäme, sind außen ja mehr positive Ladungen vorhanden. Das heißt, der Unterschied zwischen dem schon negativeren INNEREN und dem positiveren ÄUßEREN würde noch mehr wachsen. Die Kanäle würden sich nun doch erst recht nicht öffnen????????
Kommt es nun wenn man mehr Kalium außen hat (statt 4 mmol z.b. 8 mmol), zur Difussion desselben nach Innen wegen dem elektrischen Gradienten? Dies würde das innere ja positiver machen und zum oben beschriebenen Öffnen der Kanäle und zur Depolarisation führen. Ansonsten kann ich mir nicht erklären wie ein AUßEN erhöhtes Kalium zum Depolarisieren einer Zelle (also zum "positiv-werden" innen und Öffnen der spannungsgesteuerten Kanäle führen kann.
Ich bin sehr dankbar über eure Antworten!
LG Moritz