Frage zu Ruhepotenzial - Natrium-Kalium Pumpe

TheBlueOne · Anmeldungsdatum: 03.11.2013 Beiträge: 6

Hallo,

wie im Titel schon steht habe ich eine Frage zum Ruhepotenzial, speziell zur Natrium Kalium Pumpe.
Also ich erklär mal wie ich das bis jetzt verstanden hab.
Außerhalb des Axons sind überwiegend Chloridionen und Natriumionen.
Innerhalb überwiegend Kaliumionen und Protein-Anionen.

Wegen des Konzentrationsunterschiedes diffundieren K-Ionen nach außen, irgendwann ist jedoch das elektrochemische Gleichgewicht und eine negative Ladung von ca -70mV im inneren des Axons erreicht.
Da aber durch Leckströme Natrium in das Axon hineingelangt würde sich über längere Zeit das Ruhepotenzial abbauen.

Aber: Warum wäre das so? wenn Natrium hineingelangt, können ja auch dementsprechend mehr Kalium hinaus, da die negative Ladung auch geringer wird.

Und: warum transportiert die Natrium-Kalium Pumpe nicht einfach nur Natrium wieder nach außen? Dann würde kalium im elekltroch. Gleichgewicht bleiben ( und somit auch das Ruhepotenzial vorhanden sein) und die Natrium Leckströme würden "ausgeglichen" werden.

Und: warum werden 3 Natrium und 2 Kalium transportiert? Ich habe gelesen weil so "eine positive Ladung nach außen transportiert wird". Aber meine Bio Lehrerin meinte dass in der selben Zeit in der 4 Natrium rein kommen, 200 Kalium rausgehen, also wäre es nicht sinniger mehr Kalium wieder rein zu transportieren?
Ich weiß nicht ob hier wirklich klar ist was ich meine aber ich weiß echt nicht wie ich das anders formulieren sollte :/

Ich hoffe jemand kann mir helfen ich sitz an dem Ruhepotenzial nämlich schon ewig dran und bald ist die Klausur

Hilfe

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Hast du dir das schon einmal angeschaut:
http://www.scheffel.og.bw.schule.de/faecher/science/biologie/nervenphysiologie/2ruhespannung/2ruhespannung.htm

Und weshalb 2 Na und 3 K-Ionen transportiert werden, kann man nur so beantworten, dass es genau in dieser Form im Zuge der Evolution entstanden ist. Und es ist ja auch sinnvoll, dass Ion, das leichter durch die Membran gelant, verstärkt zurückzubefördern.

TheBlueOne · Anmeldungsdatum: 03.11.2013 Beiträge: 6

Ja Danke! auf der Seite ist das sehr gut erklärt smile

kalinka · Gast

Hallo!

Ich habe jetzt in versch. Foren gelesen und verstehe immer noch nicht 100%, warum sich das RP bei Ausfall der Na-K-Pumpe gegen 0mV bewegt.

Mir ist klar, dass für jedes Natriumion, was einströmen kann, ein Kaliumion nach außen dringen kann. Deswegen verringert sich der Kaliumionenkgradient und in Bezug auf Kalium erfolgt keine Ladungstrennung mehr. Aber da ja pro ausgehendes Kaliumion, ein Natriumion eingedrungen ist, muss doch das Innere immer noch negativ geladen sein?! Irgendwo hab ichhier einen Denkfehler....

Hilfe!

VG

Firelion · Anmeldungsdatum: 27.08.2009 Beiträge: 1878

Hi,

Natriumionen und Kaliumionen sind beide einfach positiv geladen. Von daher macht es für die Ladung erstmal keinen Unterschied ob jetzt 20 Na+, 10 Na+ und 10 K+ oder 20 K+ vorliegen.

Wenn jetzt die Na+/K+ Pumpe ausfällt können Natriumionen die Zelle nicht mehr verlassen. Gleichzeitig werden auch keine Kaliumionen mehr in die Zelle transportiert. Wenn die Zeller jetzt erregt wird sammelt sich immer mehr Na+ in der Zelle, während immer weniger K+ in der Zelle vorliegt (da durch das AP ja Na+ in die Zelle kommt und K+ rausgeht). Somit gleicht sich die Zusammensetzung der Ionen in der Zelle und außerhalb der Zelle immer mehr an und damit geht das Potential gegen 0 (da das Potential einen Unterschied darstellt). Außerdem gehen so die Gradienten verloren und irgendwann kann bei Erregung kein Aktionpotential mehr ausgelöst werden.

LG Firelion

kalinka · Gast

Vielen Dank firelion für deine Antwort.

Also liegt es gar nicht an dem "innen negativ", sondern an dem nicht mehr vorhanden Gradienten?

Firelion · Anmeldungsdatum: 27.08.2009 Beiträge: 1878

Das Potential berechnet sich aus der Leitfähigkeit der Membran (also offene Kanäle) und dem Gradienten. Hier ist die Formel:
http://de.wikipedia.org/wiki/Goldman-Gleichung

Wenn jetztaußen und innen gleich viele oder ungefähr gleich viele Na+ und K+ sind geht das Potential in Richtung 0.

kalinka · Gast

Weil in Lehrbüchern immer steht, dass wenn die Kaliumionen nach außen diffundieren, es dann innen negativer wird. Deswegen bin ich verwirrt, weil das ja dann noch genauso negativ ist, wenn statt Kalium dann sozuagen Natrium innen ist. siehe folgende abbildung:

Das www müsste vorn ergänzt werden, ich kann es sonst nicht posten Augenzwinkern

bioboard.de/files/bio_586.gif

Firelion · Anmeldungsdatum: 27.08.2009 Beiträge: 1878

Na+ ist positiv. Wenn es suich in der HZelle ansammelt wird es innen positiver. Da normalerweise die Zelle innen negativ geladen ist (weil durchs K+ pisitiveLadungen verloren gehem) bedeutet es, dass das Potential gegen 0 geht.

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Na+ und K+ unterscheiden sich etwas in ihren Gradienten und auch die negative Ladung ist nicht gleichmäßig auf beiden Seiten verteilt. Wenn die Pumpe ausfällt, bauen sich die Gradienten durch Leckströme ab. Es muss also nicht unbedingt zu einer Erregung kommen, die die Gradienten abbauen. Und zum Schluss sind halt Na+ und K+ (und nur die betrachtet man ja in der Regel) gleichmäßig verteilt, sodass es keine Diffusion mehr gibt.
"Negativer" ist immer im Verhältnis negative zu positiver Ladung zu betrachten.

kalinka · Gast

okay, aber laut Abb. sind ja am Ende genauso viel Natriumionen drinnen, wie es vorher Kaliumionen waren?

Irgendwie ist das immer noch ein Denkfehler bei mir grübelnd

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Ein Gradient definiert sich ja nicht nur durch die Konzentration auf einer Seite. Außerdem ist die Abbildung auch nicht so gut, dass man die Konzentration auf 1 mmol/l genau bestimmen kann.