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11 MZB I - Helmchen 1

Biophysik der erregbaren Zellen Ruhepotential und Aktionspotential Ionenkanäle Nervenleitung

Biophysik der erregbaren Zellen Ruhepotential und Aktionspotential Ionenkanäle Nervenleitung


Kartei Details

Karten 33
Lernende 15
Sprache Deutsch
Kategorie Medizin
Stufe Universität
Erstellt / Aktualisiert 07.04.2016 / 20.02.2022
Lizenzierung Keine Angabe
Weblink
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Spannungssensor im Kanal

Prinzip

• Helix mit positiv geladenen Aminosäuren im S4 Transmembransegment
• Konformationsänderung bei Änderung des Membranpotentials führt zum Öffnen der zentralen Pore

Selektivitätsfilter von K+ Kanälen

Prinzip

- die 4 extrazellulären Schleifen zwischen den Transmembransegmenten sind am Selektivitätsfilter beteiligt
- Selektivität wird durch Anpassung der Porenöffnung an den Durchmesser des dehydrierten Kalium-Ions erreicht

Pharmakologie:

Blockierung von Ionenkanälen

Bsp. :TTX

- viele Gifte binden an spannungsgesteuerte Ionenkanäle und blockieren dadurch ihr Öffnung 

- bekanntestes Beispiel ist Tetrodotoxin (TTX) aus dem Kugelfisch, das Natriumkanäle blockiert 
  -> Folge: die Ausbreitung von Aktionspotentialen ist unterbunden, es kommt zu sensiblen und motorischen Lähmungen 

Lokalanästhetika (z.B. Lidocain) blockieren ebenfalls Natriumkanäle 

Ligandengesteuerte Rezeptoren:

2 Typen

/Beispiele

1. Ionotrope Rezeptoren
– Ligandenbindung öffnet Ionenkanal
– Beispiele: nikotinischer ACh-Rezeptor, Glutamat- Rezeptoren des AMPA- und NMDA-Typs 
2. Metabotrope Rezeptoren
– Ligandenbindung löst intrazelluläre Signalkaskade aus
– Beispiele: muskarinischer ACh-Rezeptor, metabotrope Glutamat-Rezeptoren 

nAChR 

Molekulare Struktur

Nikotinischer Acetylcholinrezeptor

Der nAChR besteht aus 5 Untereinheiten, die aus je 4 Transmembran-Segmenten bestehen 

Molekulare Struktur metabotroper Rezeptoren 

Monomerische /Heteromerische Proteine

Anzahl  Transmembransegmente

G-Proteine

Beispiele

• Monomerische Proteine
• 7 Transmembransegmente
• G-Proteine binden an die intrazelluläre Schleife zwischen Domänen 3 und 4 und die C-terminalen Region 
(Als G-Proteine oder GTPasen bezeichnet man eine inhomogene Gruppe von Proteinen innerhalb vonZellen, die in der Lage sind, die Guanin-Nucleotide GDP und GTP zu binden)
• Beispiele: Rezeptoren für Glutamat, GABA, Dopamine, Norepinephrine, Histamine, Serotonin, ... 

Spannungsklemme (Voltage Clamp) 

Funktionsprinzip

Über einen Rückkopplungsschaltkreis wird das Membranpotential konstant gehalten (auf das Kommando- potential „geklemmt“)
-> Der benötigte Strom entspricht dem Membranstrom bei diesem Potential. 

Trennung der Ionenstromanteile:

2 Methoden

Durch Ionensubstitution: (Natrium-freie Extrazellulärlösung)
-> Der benötigte Strom entspricht dem Membranstrom bei diesem Potential.

Durch pharmakologische Blockierung der einzelnen Komponenten