Neurobiopsychologie - Seelensammler

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<strong>Neurobiopsychologie</strong> Kerschbaum WS 06/07 Beziehung zwischen Potential und Konzentrationsgradienten [ X ] a Ex = 25mV ln für 1-wertiges Ion [ X ] i 25 [ X ] a Ex = mV ln für 2-wertiges Ion 2 [ X ] i [ X ] a Ex = 58mV log mit dekadischen Logarithmus, 1-wertiges Ion [ X ] i Beachte: - Verhältnis der Konzentrationen sind wichtig nicht Differenzen - Wertigkeit der Ionen ist wichtig - Einheit beim Ergebnis nicht vergessen Bsp.: [K + ] a =3mM; [K + ] i =90mM 3 E k = 58log = −86mV 90 bei negativen Ionen: entweder -58 nehmen oder Kehrbruch nehmen [ X ] i [ X ] a Wilhelm Ostwald (1853-1932) elektrisches Potential an künstlich semipermeabler Membran ist eine Folge selektiver Permeabilität (Ionensieb). Bernstein betrachtete die nicht leitende Fasehülle als semipermeable Membran. Diese Theorie bezeichnet Bernstein als „Membrantheorie“. Membran trennt Zellinneres von der Umgebung. Diese Idee wurde Jahrzehnte später von Katz, Hodgin & Huxley wieder aufgegriffen Ionen sind asymmetrisch verteilt Membran trennt elektrische Ladungen Menge der getrennten Ladungen ist proportional zum Membranpotential (V m ) 2 Bsp: Um V m um 10mV zu verändern, werden pro µ m nur ~ 600 Kationen auf der einen und ~ 600 Anionen auf der anderen Seite benötigt. Bei 60mV sind das daher 3600 Ionen pro Seite Voraussetzungen: - Lipiddoppelmembran - Ionenkanäle sind selektiv durchlässig für Ionen - Asymmetrische Verteilung der Ionen zwischen intra- und extrazellulärem Raum Bedingung: - elektr. Neutralität Anz. Kationen / Anionen gleich - osmotisches Gleichgewicht außen / innen gleiche Anz. Teilchen - selektive Permeabilität Beachte: Ladungstrennung an der Membran verletzt Elektorneutralität, Abweichung minimal Membranpotential → Nernstgleichung Membranruhepotential ist von [K + ] a abhängig 4/26
<strong>Neurobiopsychologie</strong> Kerschbaum WS 06/07 Tintenfischaxon: Durchmesser 1mm (Jan); braucht großes Axon für Fluchtverhalten Je größer der Durchmesser eines Axons, desto schneller ist die Signalweiterleitung. Äquivalenzschaltbild der Membran Widerstand – Kondensator Widerstand folgt ohmschen Gesetz: U=R*I R ist Proportionalitätskonstante, Strom ist proportional zur Spannung Kondensator dU Kapazitiver Strom: I = C Strom ist proportional zur Spannungsänderung dt Treibende Kraft E m -E x =treibende Kraft I Na =g Na (E m -E Na ) E m : Membranpotential I K =g K (E m -E K ) I Cl =g Cl (E m -E Cl ) R ∗T ⎛ P Vm = ln ⎜ z ∗ F ⎝ P K K [ K] a + PNa[ Na] a + PCl [ Cl] i ⎞ [ K] + [ ] + [ ] ⎟⎟ i PNa Na i PCl Cl a ⎠ P: Permeabilität K: Konzentration Goldman-Gleichung V m ⎛ ⎜ = 58 mV log⎜ ⎜ ⎜ ⎝ Bsp: relative Permeabilitätskonstante K:Na:Cl (1,0:0,03:0,1) ⎛ 10 + 0,03*460 + 0,1*40 ⎞ V m = 58mV log⎜ ⎟ = −70mV ⎝ 400 + 0,03*50 + 0,1*540 ⎠ + PNa + PCl − [ K ] + [ Na ] + [ Cl ] a P K ⎟ [ ] [ ] [ ] ⎟⎟ + PNa + PCl − K i + Na i + Cl a P ⎟ K PK ⎠ a P K i ⎞ Nernst-Gleichung (Theorie) es gibt auch andere Leitfähigkeiten → Goldmann - Gleichung 5/26
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