Ionenleckströme und Natrium-Kalium-Pumpe

Josh-del-ornitorinco · Anmeldungsdatum: 16.01.2014 Beiträge: 2

Meine Frage:
Hallo,
ich habe folgendes Verständnisproblem: Das Ruhepotential entsteht ja dadurch, dass die Kaliumkonzentration im Innern des Axons höher ist (es besteht zwar auch ein Protonengradient für A- von innen nach außen und für Cl- und Na+ von außen nach innen aber die können die Membran nicht passieren) und deswegen die K+-Ionen dem Konzentrationsgefälle folgend durch die K+-Kanäle, die als einzige im Ruhezustand geöffnet sind, nach außen gelangen. Damit wird das Innere des Axons immer negativer, bis , bei etwa -70mV, das Bestreben der K+-Ionen, dem Konzentrationsgefälle zu folgen genau so groß ist wie das Bestreben, die Ladungen auszugleichen. D.h. "es kann außen nicht positiver werden weil sich die positiven Ladungen gegenseitig abstoßen". So, jetzt wird das Ruhe potential aber durch die Ionenleckströme gefährdet und des wegen gibt es zum Ausgleich die Natrium-Kalium-Pumpe. Was uch nicht verstehe ist folgendes: Wenn Na+ durch diese Leckströme ins Innere gelangt und dadurch K+ nach außen "gedrückt" wird, hat sich doch ladungsmäßig nichts geändert?! etwas Positives kommt rein, etwas Positives geht raus... warum ist es dann überhaupt notwendig die durch die Na+-K+-Pumpe wieder zu tauschen?

Meine Ideen:
K+ kann die Membran einfacher passieren als Na+, oder? Verdrängt "ein Na+ mehrere K+"? aber dann wäre es außen ja positiver als sowieso schon ( bzw innen negativer) und es heißt doch ohne die Pumpe ginge das Potential gegen 0!
Dadurch, dass K+ durch den Na+-Einstrom "noch mehr" die Zelle verlässt, gibt es da ja dann auch irgendwann kein Konzentrationsgefälle/keinen Diffusionsdruck mehr... aber das scheint doch egal zu sein, da ja einfach nur "andere" positive Ladung Innen bzw Außen ist. Da die Pumpe ja im Verhältnis 3Na+/2K+ arbeitet, wird eine positive Ladung zusätzlich raustransportiert... so dass es also innen wieder negativer wird ... aber es war ja nie "zu positiv" oder? ich vermute mein Denkfehler ist, dass das einströmende Na+ mehr oder nur genau soviel K+ verdrängt? verdrängt es eigentlich nur unwesentliche Mengen, sodass der Innenraum positiver wird? (lange rede kurzer sinn:))

Firelion · Anmeldungsdatum: 27.08.2009 Beiträge: 1878

Hi,

die Natrium- Kalium- Pumpe findet man nicht nur an erregbaren Zellen sondern fast überall. Der Zweck dieser Pumope ist es einen Natriumionengradienten 8außen viel- innen wenig) aufrechtzuerhalten , der überwiegend zum Transport von Substabzen in oder aus der Zelleb genutzt wird.

Das Ruhepotential ist jetzt ein Zustand bei dem die Spannung über der Membran konstant bleibt, weil pro Zeit die selbe Netto- Ladung rein wie raus transportiert wird.

Die Leckstzröme sind bis zu eine gewissen Punkt jetzt nicht das Problem:

Wenn Na+ oder Ca2+ einströmen wird die Ladung in der Zelle wieder etwas positiver, wodurch die K+ stärker aus der Zelle herausgerstoßen werden und weniger in der Zelle dfurch negative Ladung gehalten werden. So entsteht wieder ein Gleichgewicht und damit ein Ruhepotential.

Das angegebene Ruhepotential trägt dem schon Rechnung und ergibt sich aus de Durchlässigkweit für verschiedene Ionen und ihrem jeweiligen Lonzentrationsunterschied. Also in Wirklichkeit sindauch Ca2+, Na+ undf Cl- in geringen Maße am Zustande kommen des Membranpotentials beteiligt.

Die Na+- L+ Pumpe ist auf Dauer wichtig, das ruheüpotential aufrecht zu erhalten, ja. Aber auch ein Neuron hat Hunger und nutzt den Na+ Gradienten zum transport von Substanzen in die Zelkle hinein. Das hat den Nachteil, dass Na+ in die Zelle strömt. Dieses Na+ wird über die Na+ Pumpe rausgeschmissen und dafür K+ reingeholt. Das K+ kann dann wierder über K+ Kanäle raus.

Das Besondere an Sinneszellen, Neuronen und Muskelzellen ist, dass sie auf eion bestimmtes Signal hin (Reiz oder Neurotransmitter) ihre Durchlässigkeot für bestimmte Ionen ändern können und sich dadurch das das Potentual ändert.

LG Firelion