Elektrophysiologie

• Physiologie
• Zellmembran
  • Diffusion durch Konzentrationsgradient
  • Filtration durch Druckgradient (Poren)
  • Aktiver Transport
    • Transporter mit ATP Verbrauch → Na-K-Pumpe
    • Carrier (ohne Energie Verbrauch)

Für komplexe Transportprozesse (z.B.: Schweißsekretion) wirken viele Membrantransporter zusammen.

2. Elektrochemie an der Zellmembran

• Diffusion
• Osmose

Im Ruhezustand einer Zelle gilt für das Kalium, dass die Chemische und Elektrische Potentiale gleich sind.

Setzen wir $$P_{\text{chem}}=P_{\text{elek}}$$ und lösen auf nach dem Potential, dann ergibt sich die Nernst Gleichung.

Das Ruhemembranpotential wird ständig durch die Na-K-Pumpe aufrecht erhalten indem die Ionenkonzentrationen durch sie kontrolliert werden.

Außerdem muss der Einstrom von Na+ gleich dem Aussstrom von K+ sein. Das nennt man auch "steady state".

• Kaliumleitfähigkeit dominiert.

• Erhöhung Ka+ Konzentration außen

  • Dadurch ändert sich das Potential
  • und somit auch das Ruhepotential
  • Depolarisation
  • Zelle wird stärker errgebar
  • Nerv-Funktion wird gestört
  • Herz-Rhythmus Störung
  • Tod durch Herzversagen

• Eine zusätzliche (geringe) Na+-Leitfähigkeit hält das RMP etwas positiver als EK.

• Das RMP ist je nach Zelltyp etwas unterschiedlich.

• Das RMP lässt sich mit der Goldmann-Gleichung (Fließgleichgewicht) beschreiben.

• Das chemische Potential (Fick'sches Diffusionsgesetz) treib den Transport über eine semipermeable Membran.

• Bei Transport von Ionen entsteht ein elektrisches Potential.

• Aus der charakteristischen (regulierten) Ionenverteilung intra- vs. extrazellulär ergeben sich spezifische Gleichgewichtspotentiale.

• EK+ = -90mV

• ENa+ = +60mV

Aktionspotenzial Nervenzelle Nerv Axon Dentriten

Kommunikation

• Synapse