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Membranpotential 1 (Goldmann-Gleichung)


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Hier eine Vorschau, wie wir dieses Thema behandeln und wie unsere Eselsbrücken aussehen:

Basiswissen

  • Goldman-Hodgkin-Katz-Gleichung

    Goldman Igel-Katze ist Schulrektor

    Oft wird sie nur als die Goldman-Gleichung bezeichnet, aber eigentlich heißt sie Goldman-Hodgkin-Katz-Gleichung. Sie wurde 1943 dem Physiologen David Goldman zugeschrieben, sowie 1949 den beiden Physiologen Alan Hodgkin und Bernard Katz. (Fun fact: David Goldman hat als Einziger im Trio nie einen Nobelpreis gewonnen – wenigstens ist sein Name bekannter.) Goldman Igel-Katze ist Rektor an der Ionen-Schule und hält die erste Unterrichtsstunde für die Ionen-Schüler.

  • Goldman-Gleichung: Berechnung des Membranpotentials

    Goldman unterrichtet über ihr Potential

    Mit der Goldman-Gleichung kann man das Membranpotential einer Zelle annähernd berechnen. Es gibt wenige Begriffe, die in der Vorklinik so viel Nervosität auslösen können wie das Membranpotential. Dabei ist das Membranpotential nichts als eine elektrische Spannung, die über der Membran herrscht – das Membranpotential wird auch besser als Transmembran-Spannung bezeichnet.

  • Membranpotential U = elektrische Spannung

    Potential U (you) in elektrischen Buchstaben

    Da das Membranpotential nichts als eine elektrische Spannung ist, wird es mit dem deutschen Formelzeichen U abgekürzt (auf Englisch V für voltage). U kommt wohl vom lateinischen urgere (drängen). Die Spannung ist auf zwei Dinge zurückzuführen, die wir in den nächsten beiden Punkten erklären. Goldman Igel-Katze weiß, wie wichtig es ist, seine Schüler im Zeitalter der motivational speakers abzuholen. Er unterricht daher vom “Potential U”, vom potentiellen Du.

  • Erstens: Ungleichverteilung von Ionenkonzentrationen intra- und extrazellulär

    Einzelne Ionen ungleich auf Klassenhälften verteilt

    Die einzelnen Ionen sind auf beiden Seiten der Membran unterschiedlich konzentriert. So sind z.B. extrazellulär viel mehr Natrium-Ionen als intrazellulär. Wie so oft haben die Ionen-Schüler Gruppen gebildet. Auf der linken intrazellulären Seite (phon. links-trazellulär) sind zum Beispiel viel mehr negative Ameisenionen (Anionen) mit Organen und Steak (organische Anionen wie Proteine). Auf der rechten extrazellulären Seite (rechts-trazellulär) hingegen sind mehr positive Katzen-Ionen mit Salz. Zweite Merkhilfe für intra- und extrazellulär im Raum: Auf der linken Seite sind die Schüler weiter in der Schule drinnen (intrazellulär) und auf der rechten Seite sind sie beim Fenster fast schon draussen (extrazellulär).

  • Zweitens: Ungleichverteilung von Ladungen intra- und extrazellulär

    Positive und negative Ionen in Klassenhälften gruppiert

    Die einzelnen Ionen sind auf beiden Seiten der Membran unterschiedlich konzentriert. Es sind z.B. intrazellulär weit mehr Kalium-Ionen als extrazellulär. Außerdem sind die Ladungen unterschiedlich. Auch zu diesem Punkt lohnt es sich die Gruppierungen der Ionen-Schüler genauer zu betrachten. Auf der linken intrazellulären Seite (phon. links-trazellulär) sind mehr negative Ameisenionen (Anionen) und auf der rechten extrazellulären Seite (rechts-trazellulär) sind mehr positive Katzen-Ionen.

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Expertenwissen

  • Na+-K+-ATPase: 2 K+ rein - 3 Na+raus

    Zwillings-Bananen und Salz-Dreier

    Pro Zyklus pumpt die Na+-K+-ATPase 2 Kalium-Ionen in die Zelle und 3 Natrium-Ionen raus. Daher sorgt die Na+-K+-ATPase primär für die Ladungs-Ungleichverteilung der Zellen. Knutschen gehört halt auch zur Schule: drei miteinander knutschende Salzstreuer werden durch die Pumpe nach außen gepumpt (3 Na+ raus). Die Bananen-Zwillinge werden dafür durch die Pumpe nach innen geholt (2 K+ rein).

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