Änderung des Membranpotentials bei Änderung der Ionenkonzentrationen?
Ich habe nun schon mit mehreren Leuten darüber diskutiert und vielleicht ist das auch das falsche Forum dafür, aber wir werden uns nicht einig.
Angenommen eine Zelle liegt in Ruhe vor und hat ihr normales Ruhepotential von ca. -70mV, was ja bedeutet, dass eine Permeabilität für andere Ionen da sein muss, wenn auch nur schwächer, als die für Kalium. (da das Gleichgewichtspotential von K+ bei -90mV liegt)
Das ist rein theoretisch und ich weiß auch nicht ob das möglich ist, aber wenn man jetzt die intrazelluläre Kaliumkonzentration erhöht, hat dies dann einen postivierenden oder negativerenden Effekt auf das Potential?
Da wir dann ja einen stärkeren Gradienten nach Extrazellulär haben, würde das Potential meiner Meinung nach negativer werden, auch wenn die positive Konzentration Intrazellulär für einen Moment erhöht ist.
Im Umkehrschluss müsste dann eine Erhöhung der extrazellulären Natriumkonzentration einen positiverenden Effekt mit sich bringen, da der nach innen gerichtete Gradient nun stärker ist.
Das Ausmaß dürfte unter Beachtung der Ruhebedingungen, also schwacher Permeabilität für Na+, zwar geringer sein als das Ausmaß der negativierenden Kaliumkonzentration, allerdings ist der Effekt trotzdem vorhanden.
Zur Unterstützung dieser Theorie kann man die Logik hinter einer pathologischen Hyperkaliämie nutzen. Da in diesem Falle ja nun die extrazelluläre K+-Konzentration angestiegen ist, wird der nach außen gerichtete Kaliumgradient schwacher und das Membranpotential wird positiver.
Ich hoffe mein Gedankengang war irgendwie verständlich oder vielleicht schafft es jemand mir vernünftig zu erklären wo ich falsch liege.
3 Antworten
Es gibt da eine tolle Simulation, spiel mal damit rum, das haben wir im Studium auch oft verwendet: http://www.nernstgoldman.physiology.arizona.edu/
Bei höher werdender innerer Kaliumkonzentration (draußen gleichbleibend) wird die Potentialdifferenz immer negativer.
Naja das -70 nähert sich bei mehr Kalium immer mehr dem Gleichgewichtspotential von Kalium an, da das dann eine größere Rolle spielt.
Ich kann deine Denkweise nicht 100% nachvollziehen, da ich das etwas anders gelernt hab. Aber dürfte richtig sein!
Hatte im ersten Semester der Oberstufe Neurobiologie, jetzt bin ich im dritten, muss erstmal in das Thema hineinkommen
Also wenn man jetzt die Kaliumkonzentraion erhöht (weshalb auch immer), dann ist es im Zellinneren positiver geladen. Die Fokge wäre dass bei einem ankommenden Aktionspotenzial weniger Na+ Ionen in die Zelle strömen würden, da es ja positiver ist. Der Overshot wäre geringer, also die Zelle wäre nicht so positiv geladen oder gleich positiv geladen als mit normalen Kalium-Ionen Konzentration.In der Folge duffundiert das Kalium dann weniger aus der Zelle, da der Overshot geringer ist. Das hat dann vermutlich zur Folge, das langfristig die Zelle zu viel Kalium hat, durch das ständige ein und aus Diffundieren der Ionen aus und in der Zelle würse jedoch dafür sorgen, dass die Konzentrationen sich irgendwann wieder einpendeln.
Ist eine echt komplizierte Frage, hoffe mein Senf hat etwas geholfen
Mein Problem bei dem ganzen ist, dass sich Ladungen bewegen und deswegen die Kaliumkonzentrationen angleichen müssen. Zumindest mehr oder weniger. Würde genau in dem Moment ein Aktionspotential eintreffen, in dem [K+]i erhöht ist, könnte es natürlich zu erleichterter Depolarisation kommen. Aber ob der Overshoot verkleinert ist weiß ich nicht.
Die Überlegungen sind richtig. Ebenso, daß nur die extrazellulären Konzentrationen verändert werden können.
Hier nur eine Wiederholung:
1) Erhöhung K+ innen (macht für sich keine Potentialänderung, da Begleitionen!)---> stärkeres Diffusionspotential ---> negativeres Gl.gewichtspotential (ebenso K+ Minderung außen)
2) Mehr Na+ außen --> mehr Leckströme --> Potential positiver.
Nebenbei: Ersatz des Na+ durch Riesenkationen (quartäre Ammoniumverbindungen) macht Potential gleich dem theoretischen (-90 mV) da Leckströme entfallen.
Also könnte man zusammenfassend sagen, dass die Veränderung von der Natriumkonzentration depolarisierend und die Änderung der Kaliumkonzentration hyperpolarisierend wirkt? Also natürlich bezogen auf die Umstände meiner Fragestellung
Erhöhung von K oder Na außen wirkt depolarisierend, einmal durch Verringerung des Diffusionsgefälles bzw. durch mehr Leckströme. Wie stark sich das bei Na auswirkt, weiß ich nicht.
okay vielen Dank, das gibt mir Hoffnung für die Klausur haha
Also ist meine Denkweise richtig? Ich zweifle langsam an meinem Verstand haha