11 MZB I - Helmchen 1

• EKG „Elektrokardiogramm“
Herzschlag 

• EMG „Elektromyogramm“
Muskelaktivität 

• EOG „Elektrookulogramm“
Augenbewegungen 

• EEG „Elektroenzephalogramm“
Hirnrindenaktivität 

• ERG „Elektroretinogramm“
Netzhautfunktion

Skala:
- Makroskopische Phänomene
(EKG, EEG, ...)
- Zelluläre und Molekulare Phänomene
(Ruhepotential, Aktionspotential, Ionenkanäle)

Modus
- Elektrische Messung
(EKG, EMG, ...)
- Elektrische Reizung
(Defibrillator, Reizstromtherapie, Elektrogymnastik, Tiefenstimulation, ...)

Möglichkeit von Stoffteilchen:
• mit anderen Stoffen zu reagieren (chemische Reaktion);
• in eine andere Zustandsform überzugehen (Phasenübergang);
• sich im Raum umzuverteilen (Diffusion).

Plasma 141
extrazellulär 143
intrazellulär 15

[mmol/l]

Plasma 4
extrazellulär 4
intrazellulär 140

[mmol/l]

Plasma 2,5
extrazellulär 1,3
intrazellulär 0,0001

[mmol/l]

Plasma 103
extrazellulär 115
intrazellulär 8

[mmol/l]

s.B.

Aber: in Ruhe hohe Permeabilität von Kalium-Ionen aufgrund von geöffneten Kanälen!

Nernst-Gleichung beschreibt die Konzentrationsabhängigkeit des Elektrodenpotentials eines Redox-Paares

• beschreibt den Gleichgewichtszustand
• kein Nettofluss

Am Beispiel Kalium-Gleichgewichtspotential EK

\(Δψ = E_{K} = -{{RT} \over {zF}} ln {[K^{+}]_{innen} \over [K^{+}]_{aussen}} ={{RT} \over {zF}} ln {[K^{+}]_{aussen} \over [K^{+}]_{innen}}\)

s.B.

nernst Gleichung stimmt bei hohen Konzentration recht gut, bei niedrigen Konzentrationen gibt es eine abweichung

Erweiterung der Nernst-Gleichung
-> Mischpotentiale, wenn Membran für mehrere Ionensorten durchlässig ist (hier für K+, Na+, und Cl-)

befördert unter Spaltung von ATP 3 Natrium-Ionen von Innen nach Aussen und 2 Kalium-Ionen von Aussen nach Innen
-> ist daher elektrogen

mehr als ein Drittel des
Energieverbrauchs der Zellen entfällt auf die Na+-K+-ATPase

Ouabain (g-Strophantin) ist ein hochspezifischer Blocker der Na+-K+-ATPase

s.B.

Aktionspotentiale erfolgen durch die Öffnung von Natriumkanälen; aufgrund der hohen Konzentrationsdifferenz von Natrium-Ionen strömen positive Teilchen in die Zelle ein, das Potential ändert sich von etwa -75 mV auf +30 mV (Depolarisation). Die Natriumkanäle werden im Anschluss inaktiviert.

Im weiteren Verlauf kommt es zur Repolarisation. Dabei strömen positiv geladene Kalium-Ionen mittels zeitlich verzögert öffnender Kaliumkanäle aus der Zelle aus. Der Repolarisation folgt bei manchen Zellarten eine kleine Hyperpolarisation, bevor das Ruhepotential von etwa -70 bis -80 mV wieder erreicht ist.

• Doppellipidschicht
  – Phosopholipide, Cholesterin
• Membranproteine
  – integrale/periphere Membranproteine
  – Transmembranproteine
• Glykokalyx
  – Glykoproteine
  – Glykolipide