Was erzeugt das positive Potential im Lumen der dicken aufsteigenden Henle-Schleife?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

In der dicken aufsteigenden Henle-Schleife findet eine parazelluläre Diffusion bestimmter gelöster Stoffe wie Magnesium und Kalzium statt. Eine solche Diffusion ist ein Ergebnis des positiven Lumenpotentials.

Wenn Sie sich das obige Bild von "Berne & Levy Physiology" ansehen, sollten beide Seiten eine ähnliche Ladung erzeugen, wenn Sie Ladungen aufheben. Ich verstehe nicht, was genau das positive Potenzial auf der Lumenseite erzeugt.

Ich glaube, die Bildunterschrift versucht, es zu erklären, indem sie sich auf Unterschiede in der Leitfähigkeit zwischen der apikalen und der basalen Membran bezieht, aber ich konnte nicht verstehen, wie sie zu dem Schluss kamen.

Antworten (1)

Achten Sie nicht auf die Stöchiometrie der Pumpen, das wird Sie nur täuschen! Die Ladung entsteht durch passive Bewegung durch offene Kanäle. Dies ist im Diagramm als "gelbe Röhren" mit gepunkteten Linien dargestellt. Studenten der Neurowissenschaften werden oft durch eine sehr ähnliche Sache verwirrt, da das Ruhepotential von Neuronen (ebenso wie die Spannung während Aktionspotentialen) auf die gleiche Weise bestimmt wird.

Die Erklärung befindet sich im Untertiteltext und zitiert aus Ihrer Abbildung:

Da die apikale Membran hauptsächlich zu K+ leitfähig ist, ist die apikale Membranspannung negativer als die basolaterale Membranspannung, die zu K+ und Cl- leitfähig ist.

Die andere fehlende Information ist, dass der Außenraum (relativ) kaliumarm ist. Das bedeutet, dass es bei einem verfügbaren Weg für die Diffusion von Kalium durch die Membran zu einem Nettofluss von Kalium aus der Zelle kommt. Durch diese Strömung entsteht im Inneren eine negative Ladung, weil das ausdiffundierende Kalium positiv geladen ist. Nur sehr wenige Ionen müssen sich tatsächlich bewegen, um ein biologisch relevantes Potenzial zu entwickeln (siehe Erklärungen in anderen Antworten mit Neuronen: https://biology.stackexchange.com/a/76167/27148 und https://biology.stackexchange.com/a/ 57066/27148 ), sodass Sie die Ionenkonzentrationen trotz dieser Bewegung als unverändert behandeln können (und sie werden es bis auf einen Bruchteil eines Prozentpunkts bleiben).

Bei einer gewissen Spannung wirkt die negative Ladung in der Zelle der Bewegung von Kalium entgegen, es ist also nicht so, dass dies eine ständige Flut von Kalium ist, die herausfließt, sondern eher ein Rinnsal zur Erhaltung. Diese "Umkehr-/Gleichgewichtsspannung" können Sie mit der Nernst-Gleichung berechnen .

Wenn mehrere Ionenarten beteiligt sind, ist die zu verwendende Gleichung die Goldman-Gleichung , die mit der Nernst-Gleichung verwandt ist, aber eine relative Gewichtung verschiedener Ionen nach ihren Konzentrationen und Permeabilitäten beinhaltet. Wie in der Lehrbuchbeschreibung wird die basolaterale Membran durch das Hinzufügen von Chloridleitfähigkeit weniger negativ als wenn nur eine Kaliumleitfähigkeit vorhanden wäre, da Chlorid aus der Zelle herauswandert, wenn das Innere negativer wird.

Aber was macht das Lumenpotential positiv gegenüber dem extrazellulären Raum auf der basolateralen Seite? Wie im Bild gezeigt, wird die parazelluläre Diffusion durch diese Potentialdifferenz angetrieben. Ja, Chlorid tritt auf der basolateralen Seite aus, aber wenn man sich den Rest der Transporter ansieht, scheint es, als sollten sich die Ladungen auf jeder Seite der Zelle ausgleichen. Übersehe ich etwas?
@OmarShahaltough Lesen Sie die Erklärung in meiner Antwort; Achten Sie nicht auf die angezeigte Bewegung in den Pumpen und Mittransportern, die spielen keine Rolle.
Es tut mir leid, wenn ich falsch verstanden habe, aber ich scheine zwei Dinge nicht zu verstehen: 1. die Relevanz des Potentials innerhalb der Zelle, wenn es um das Potential außerhalb der Zelle geht, und 2. Was genau bedeutet "macht die basolaterale Membran weniger negativ"? ?
@OmarShahaltough Alle Potenziale sind relativ; Das Potential innerhalb der Membran und das Potential außerhalb sind gleich, nur mit entgegengesetztem Vorzeichen. Die apikale Membran (linke Seite) hat einen elektrischen Gradienten, der innen negativer ist, also positive Ladung anzieht. Die basolaterale Membran ist diejenige auf der rechten Seite des Diagramms; Da sich Chlorid auf dieser Seite frei bewegen kann, gibt es nicht den gleichen negativen Gradienten in die Zelle. Wenn Sie diese in Reihe summieren, ist das Nettoergebnis ein Pumpen positiver Ionen von der linken Seite nach rechts (parazelluläre Diffusion).
Was erzeugt das positive Potential im Lumen der dicken aufsteigenden Henle-Schleife?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v