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Transmembranpotenzial

Transmembranpotenzial
Das Transmembranpotenzial wird definiert als der Unterschied im elektrischen Potenzial zweier Flüssigphasen, die durch eine Membran getrennt sind.
Tab.1
Es gibt mehrere Möglichkeiten der Generierung eines Transmembranpotenzials
TypenPrinzip
1) Ein Gleichgewichtszustand: Ist die Membran für bestimmte Ionen permeabel, z.B. Na+-Ionen, und nicht permeabel für andere, so entwickelt sich ein Diffusionspotenzial proportional zum Logarithmus des Konzentrationsgefälles des permeablen Ions auf beiden Seiten der Membran. Das Ion diffundiert durch die Membran und schafft so eine Ladungstrennung. Berechnet werden kann das Transmembranpotenzial im Gleichgewichtszustand durch die Nernst-Gleichung.
Abb.1
Diffusionspotential (Gleichgewicht)
2) Steady-State-Diffusionsionenflux: Ist eine Membran für mehrere Ionen durchlässig, findet ein Ionenfluss durch die Membran statt. Im steady state kann sich eine Ladungstrennung durch die unterschiedliche Permeabilität der Membran für die Ionen ergeben. Die Gleichung, die dieses Phänomen beschreibt, ist die Goldmann-Hodgkin-Katz-Gleichung.
Abb.2
Steady State Flux
3) Aktiver Ionentransport: Viele Enzyme katalysieren Reaktionen, die eine Ladungstrennung durch die Membran zur Folge haben. Diese aktiven Prozesse benötigen Energie, meist in Form von ATP. Beispiele sind die verschiedenen ATP-getriebenen Ionenpumpen, so z.B. die H+-ATPase.
Abb.3
Aktiver Transport
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