Membranpotential tierischer Zellen

Overview

Das Video behandelt das Membranpotential tierischer Zellen, erklärt dessen Entstehung und Bedeutung für Neurobiologie und Stofftransport.

Eigenschaften tierischer Zellen

• Die Zellmembran trennt den Zellinnenraum vom Extrazellularraum in Kompartimente.
• Isotonischer Zustand: Gleiche Anzahl gelöster Stoffe innen und außen, aber unterschiedliche Ionenverteilung.
• Intrazellulär herrscht hohe Kalium-, extrazellulär hohe Natrium-Konzentration.

Entstehung des Membranpotentials

• Trotz elektrischer Neutralität beider Bereiche gibt es an der Membran eine Ladungsdifferenz.
• Die Innenseite der Membran ist negativ gegenüber der Außenseite geladen (ca. -70 mV).
• Ursache ist die ungleichmäßige Ionenverteilung und selektive Permeabilität der Membran.

Ionenbewegung und Gleichgewicht

• Zellmembran ist für Ionen wie Natrium und Kalium weitgehend undurchlässig.
• Spezifische Ionenkanäle erlauben selektiven Durchtritt, v.a. für Kalium.
• Kalium diffundiert aus der Zelle, hinterlässt negative Ladungen.
• Elektrischer Gradient zieht Kalium zurück, Gleichgewicht entsteht zwischen Konzentrations- und Ladungsgradienten.
• Es kommt zu sogenannten Leckströmen (Kalium raus, Natrium rein).

Aufrechterhaltung des Membranpotentials

• Natrium-Kalium-Pumpe transportiert unter Energieverbrauch (ATP) drei Natriumionen nach außen und zwei Kaliumionen nach innen.
• Sorgt für die ungleiche Ionenverteilung beiderseits der Membran.
• Das Membranpotential ist essenziell für viele Zellfunktionen.

Bedeutung des Ruhemembranpotentials

• Ruhemembranpotential ist wichtig für Stofftransport und die Erregungsweiterleitung in Nerven-, Muskel- und Sinneszellen.
• Neuronen können ihr Membranpotential schnell ändern und so Signale weiterleiten.

Key Terms & Definitions

• Membranpotential — Elektrische Ladungsdifferenz über der Zellmembran, meist ca. -70 mV.
• Isotonisch — Gleich viele gelöste Teilchen innen und außen, aber unterschiedliche Ionenzusammensetzung.
• Konzentrationsgradient — Unterschied in der Konzentration eines Stoffes auf beiden Seiten einer Membran.
• Selektive Permeabilität — Membran lässt nur bestimmte Moleküle/Ionen hindurch.
• Natrium-Kalium-Pumpe — Transportprotein, das Natrium und Kalium aktiv unter ATP-Verbrauch transportiert.
• Ruhemembranpotential — Membranpotential im nicht erregten Zustand einer Zelle.

Action Items / Next Steps

• Beschäftigung mit der Erregungsweiterleitung als nächstes Thema.
• Wiederholung der Begriffe Membranpotential, Konzentrationsgradient und selektive Permeabilität.