A Sejtmembrán Szerkezete, Nyugalmi Membránpotenciál

Hasonló dokumentumok
Membránszerkezet Nyugalmi membránpotenciál

A Sejtmembrán Szerkezete Nyugalmi Membránpotenciál

A Sejtmembrán Szerkezete Nyugalmi Membránpotenciál

Membránpotenciál, akciós potenciál

Membránpotenciál. Nyugalmi membránpotenciál. Akciós potenciál

Membránszerkezet. Membránszerkezet, Membránpotenciál, Akciós potenciál. Folyékony mozaik modell. Membrán-modellek. Biofizika szeminárium

MEMBRÁNSZERKEZET, MEMBRÁNPOTENCIÁL, AKCIÓS POTENCIÁL. Biofizika szeminárium

Membránszerkezet, Membránpotenciál, Akciós potenciál. Biofizika szeminárium

Érzékszervi receptorok

Szívelektrofiziológiai alapjelenségek. Dr. Tóth András 2018

Sejtek membránpotenciálja

Termodinamikai egyensúlyi potenciál (Nernst, Donnan). Diffúziós potenciál, Goldman-Hodgkin-Katz egyenlet.

Elektrofiziológiai alapjelenségek 1. Dr. Tóth András

Két atom között kovalens kötést nemcsak egy elektronpár hozhat létre, hanem két vagy három elektronpár is. Például:

Membrántranszport. Gyógyszerész előadás Dr. Barkó Szilvia

Egy idegsejt működése. a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál

a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál. Nyugalmi potenciál. 3 tényező határozza meg:

Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet

Biofizika szeminárium. Diffúzió, ozmózis

Az ioncsatorna fehérjék szerkezete, működése és szabályozása. A patch-clamp technika

BIOFIZIKA I OZMÓZIS Bugyi Beáta (PTE ÁOK Biofizikai Intézet) OZMÓZIS

1. feladat Összesen: 12 pont. 2. feladat Összesen: 10 pont. 3. feladat Összesen: 12 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont

BIOFIZIKA. Membránpotenciál és transzport. Liliom Károly. MTA TTK Enzimológiai Intézet

OZMÓZIS, MEMBRÁNTRANSZPORT. Vig Andrea PTE ÁOK Biofizikai Intézet

Biológiai membránok és membrántranszport

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK BIOKÉMIA A BIOLÓGIAI MEMBRÁNOK 1. kulcsszó cím: MEMBRÁNOK

OZMÓZIS. BIOFIZIKA I Október 25. Bugyi Beáta PTE ÁOK Biofizikai Intézet

Az ingerületi folyamat sejtélettani alapjai

Potenciálok. Elektrokémiai egyensúly

Elektrokémiai fémleválasztás. Alapok: elektródok és csoportosításuk

Az idegsejt elektrokémiai és

Anyagvizsgálati módszerek Elektroanalitika. Anyagvizsgálati módszerek

Az elektromos kettősréteg. Az elektromos potenciálkülönbség eredete, értéke és az azt befolyásoló tényezők. Kolloidok stabilitása.

Biológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László

Kémiai kötések. Kémiai kötések kj / mol 0,8 40 kj / mol

Biofizika I. OZMÓZIS. Dr. Szabó-Meleg Edina PTE ÁOK Biofizikai Intézet

Transzportfolyamatok a biológiai rendszerekben

Rendterítők Munkaszélesség 3,80 m-től 12,70 m-ig

ORVOSI BIOFIZIKA. Damjanovich Sándor Mátyus László QT Szerkesztette

A diffúzió leírása az anyagmennyiség időbeli változásával A diffúzió leírása a koncentráció térbeli változásával

Folyadékáramlás. Orvosi biofizika (szerk. Damjanovich Sándor, Fidy Judit, Szöllősi János) Medicina Könyvkiadó, Budapest, 2006

Nyugalmi és akciós potenciál

Osteodenzitometriás szûrõvizsgálat eredményeinek értékelése

Az anyagok mágneses tulajdonságainak leírásához (a klasszikus fizika szintjén) az alábbi összefüggésekre van szükségünk. M m. forg

Diffúzió 2003 március 28

SZOLGÁLATI TITOK! KORLÁTOZOTT TERJESZTÉSŰ!

Szerkezet és funkció kapcsolata a membránműködésben. Folyadékkristályok típusai (1) Dr. Voszka István

FOGYATÉKOS ÉS EGÉSZSÉGKÁROSODOTT FIATALOK PÁLYAORIENTÁCIÓJÁNAK HELYZETE. Elemző tanulmány

Gyógyszerészeti neurobiológia. Idegélettan

térrészek elválasztása transzport jelátvitel Milyen a membrán szerkezete? Milyen a membrán szerkezete? lipid kettısréteg, hidrofil/hidrofób részek

4. Gyakorlat, Hőtan. -ra emelkedik, ha a réz lineáris hőtágulási együtthatója 1,67. értékkel nőtt. Határozza meg, milyen anyagból van a rúd.

Normafa történelmi sportterület rehabilitációja. Részletes megvalósíthatósági tanulmány

Szerkezet és funkció kapcsolata a membránműködésben. Folyadékkristályok típusai (1) Dr. Voszka István

Foglalkoztatás és a foglalkoztatási formák kérdőiv 2014

OZMÓZIS, MEMBRÁNTRANSZPORT

Orvosi Fizika 10. Biológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László

Összefüggés az ülés kényelme, a testhelyzet és a különféle mozgások között

NÖVÉNYGENETIKA. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Biológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László

Dabrony község településrendezési terve Településszerkezeti leírás HATÁROZAT

Folyadékkristályok; biológiai és mesterséges membránok

Nyugalmi potenciál, akciós potenciál és elektromos ingerelhetőség. A membránpotenciál mérése. Panyi György

Biofizika 1 - Diffúzió, ozmózis 10/31/2018

A köztiagy, nagyagy, kisagy

Az elemeket 3 csoportba osztjuk: Félfémek vagy átmeneti fémek nemfémek. fémek

Magsugárzások detektálása és detektorai

LiPo akkumulátorok kezelése: LiPo akkumulátorok előnyei a NiMh-val szemben:

Elektromágneses terek (VIHVA204, BSc kurzus) Szóbeli vizsgakérdések

Felhívás. Csoportos tehetségsegítő tevékenységek megvalósítására. a TÁMOP azonosítószámú Tehetséghidak Program

Kevéssé fejlett, sejthártya betüremkedésekből. Citoplazmában, cirkuláris DNS, hisztonok nincsenek

Az élethez szükséges elemek

Testépítés. Kovács Zoltán (Nyíregyházi Főiskola Debreceni Egyetem) zeus.nyf.hu/ kovacsz július 7.

10XONE Szoftver és szolgáltatási szerződés Általános Szerződési Feltételek (ÁSzF) XONE V3.3 SZERZŐDÉS

Nem-ionizáló sugárzások spektruma Rádiókommunikációs technológia egészségügyi kérdései. Rádiófrekvenciás tér elnyelődése emberben

rugós erőmérő parafa dugó kapilláris csövek drótkeret cérnaszállal műanyag pohár víz, mosogatószer

Transzportfolyamatok a biológiai rendszerekben

Hydro-Probe Orbiter Használati útmutató

A membránpotenciál. A membránpotenciál mérése

Visszapillantó Bluetooth tükör autós készlet

MINŐSÉGIRÁNYÍTÁSI KÉZIKÖNYV

"Transzparencia - átjárhatósági tendenciák az EU szakképzési térben"

RIBÁR BÉLA AZ ATOMOK VILÁGÁBAN

A nyugalmi potenciál megváltozása

Biofizika I. DIFFÚZIÓ OZMÓZIS

Transzporterek vizsgálata lipidmembránokban Sarkadi Balázs MTA-SE Molekuláris Biofizikai Kutatócsoport, MTA-TTK Budapest

SEMMELWEIS EGYETEM. Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet, Nanokémiai Kutatócsoport. Zrínyi Miklós

ELEKTROKÉMIA. - elektrolitokban: ionok irányított mozgása. Elektrolízis: elektromos áram által előidézett kémiai átalakulás

Elektrofiziológiai alapjelenségek. Dr. Tóth András

Rendképzők 1 - rotoros rendképzők

Hodkin-Huxley formalizmus.

A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

Elektromos ingerlés ELEKTROMOS INGERLÉS. A sejtmembrán szerkezete. Na + extra. Elektromos ingerlés:

Az MRT-012 (Contact ID) encoder programozó szoftvere (vers. S0309) A Contact ID protokoll az alábbi adatokat küldi át (az adatok decimálisak):

Radioaktív nyomjelzés

NÖVÉNYGENETIKA. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Kémiai alapismeretek 11. hét

Fenntartjuk a nyomtatásból eredő színbeli eltérések és műszaki változtatások jogát.

MIKROPROCESSZOROS KAZÁN KF + HMV HŐMÉRSÉKLET SZABÁLYOZÓ

Kötések kialakítása - oktett elmélet

Magfizika tesztek. 1. Melyik részecske nem tartozik a nukleonok közé? a) elektron b) proton c) neutron d) egyik sem

Átírás:

Fizika-Bifizika I. 2015/2016 16. előadás A Sejtmembrán Szerkezete, Nyugalmi Membránptenciál Kapcslódó irdalm: Orvsi bifizika (szerk. Damjanvich Sándr, Fidy Judit, Szöllősi Jáns) Medicina Könyvkiadó, Budapest, 2006 A bifizika alapjai (szerk. Rntó Györgyi, Tarján Imre). Semmelweis Kiadó, Budapest, 1997 Maróti Péter, Laczkó Gábr: Bevezetés a bifizikába. JATEPress, Szeged, 1998 Kapcslódó multimédiás anyag: http://www.yutube.cm/watch?v=zp3i5q9xftk http://www.yutube.cm/watch?v=q4um1v4ag http://physilgy.elte.hu/eladas/kiegtanar_elettan/ptencial_neur_2009.pdf Az előadás témakörei: 1. Bilógiai membránk 2. Elektr-kémiai ptenciál 3. Egyensúlyi ptenciál 4. Nyugalmi membrán ptenciál Bilógiai membránk Bilógiai membránk (citplazma, sejten belüli membránféleségek) közös jellemzője: Nem kvalens kötésekkel összetarttt lipidekből és fehérjékből állnak. A lipidek, fszflipidek (diglicerid + fszfát csprt + szerves mlekula (pl. klin)). 1

Fizika-Bifizika I. 2015/2016 Irving Langmuir 1917-ben írta le, hgy a zsírk egy rétegben rendeződnek el a víz felszínén. Plárs feji részük (hidrfil) a víz felé rientált, míg aplárs farki részük (hidrfób) távl helyezkedik el a vizes fázistól. A vörösvértestek felszínének és lipid tartalmának összehasnlítása srán azt találták, hgy a vvt membránja kétszer annyi lipidet tartalmaz, mint amennyi kell egy réteg kialakításáhz. Következtetésük az vlt, hgy a vvt-ket kettős lipidréteg határlja. Hidrfób kölcsönhatásk jelentősége a membránk kialakulása srán hidrfób = víztaszító; alacsny affinitás (ldéknyság) vízhez Az aplárs mlekulák plárs környezetben (ldószer) minimalizálják a kapcslatukat a vízmlekulákkal. Először ketrecek majd klaszterek kialakulása figyelhető meg. A hidrfób kölcsönhatás erejét több tényező beflyáslja: hőmérséklet (T erősség) a szénatmk száma az aplárs régióban (Hssz Erősség ) a nem egyszeres kötések száma az aplárs régióban (pl. kettős-, hármas-kötés, ) (alak) (nem egyszeres kötések száma Erősség ) Termdinamikai váltzásk a hidrfób kölcsönhatásk kialakulása srán ketrec -ek (nincs kapcslat a hidrfób mlekulák között) kialakulását kísérő termdinamikai váltzásk H = kicsit pzitív S = nagyn negatív G = pzitív Nem spntán flyamat! klaszter képződést (hidrfób kapcslat kialakulása) kialakulását kísérő termdinamikai váltzásk 2

Fizika-Bifizika I. 2015/2016 H = kicsit pzitív S = nagyn pzitív G = negatív spntán flyamat! Flyékny Mzaik mdell 1972-ben S.J. Singer és Garth L. Niclsn alkttt mdell a sejtmembrán felépítéséről A membránkat fszf-lipid kettősréteg alktja Flyékny (flyadékszerű) membrán kmpnensek ldalirányú szabad mzgása Mzaik különböző makrmlekulákból, mzaikszerűen összeraktt szerkezete Az intra- és extra-celluláris tér fő összetevői Víz Ink Katink (K+, Na+, Ca2+) Anink (Cl-, H2PO4 és HPO42 ink) Fehérjék Főleg intracellulárisan Többnyire negatívak (ph! izelektrms pnt) Nyugalmi membránptenciál A sejtmembrán két ldala között kialakuló elektrms ptenciálkülönbség (V). Értéke sejttípusnként eltérő (-100 mv > Uresting < -30 mv) A töltött részecskék mzgását beflyásló erők (hajtóerők): elektr-kémiai ptenciál Kémiai ptenciál: A kémiai ptenciálja egy termdinamikai rendszernek azzal az energiamennyiséggel egyenlő, amennyivel a rendszer teljes energiája megnőne, ha növelnénk a rendszerben lévő alktóelemek számát. 3

Fizika-Bifizika I. 2015/2016 Kncentráció grádiens hatására diffúzió történik (részecskék mzgása a nagybb kncentrációjú helyről a kisebb kncentrációjú hely felé) melynek eredménye a diffúziós ptenciál lesz. Elektrms ptenciál: Az elektrms térben lévő töltött részecskére vnatkzó energiamennyiség. Az elektrms tér erőt fejt ki a töltött részecskére (ink, fehérjék), melynek következtében a töltött részecskék mzgása indul meg, azaz elektrms áram jön létre. Bernstein kálium hiptézise (1902) A nyugalmi membránptenciál kialakításáért a mzgékny káliumin tehető felelőssé. A káliumin mzgásának kai: A sejtmembrán szelektíven átjárható a kálium inra nézve Ca2+ érzékeny kálium csatrna befelé egyenirányító kálium csatrna feszültség-függő kálium csatrna Tandem ismétlődő, két pórusú kálium csatrna (K2p) ( Tandem pre dmain ptassium channel leak channel ) Az ink szivárgását először 1952-ben Hdgkin és Huxley vetette fel Első leírás: Ketchum, KA; Jiner, WJ; Sellers, AJ; Kaczmarek, LK; Gldstein, SA. (1995) A new family f utwardly rectifying ptassium channel prteins with tw pre dmains in tandem. Nature, 376 (6542): 690-5. Az intracelluláris kálium kncentráció magas Az extracelluláris kálium kncentráció alacsny Nernst-egyenlet: Egyensúlyi ptenciál: Mekkra elektrms ptenciál (E) képes egyensúlyban tartani a kialakult kncentráció grádienst (c1/c2). A befelé és kifelé történő ináramk dinamikus egyensúlyban vannak. E = RT zf ln c 1 c 2 nem egyezik a kísérleti eredményekkel: az ink nem függetlenek egymástól, és nem zárt rendszerben vannak. 4

Fizika-Bifizika I. 2015/2016 Dnnan ptenciál Dnnan egyensúly v. Dnnan megszlás eredménye Eltérő mzgéknyságú ink (K+, Cl-) szemipermeábilis hártyán való átdiffundálása srán diffúziós ptenciál alakul ki. Ha az egyik töltött kmpnens nem tud átlépni a membránn (pl. intracelluláris fehérjék), akkr egyensúlyi kncentráció különbség fg kialakulni a membrán két ldala között. Gldman-Hdgkin-Katz egyenlet A sejtmembránn keresztüli ptenciál meghatárzásáhz figyelembe kell venni, hgy a sejtek milyen mértékben képesek átereszteni egyes inkat (PERMEABILITÁS!). A membránptenciál kialakulása egy kmprmisszum eredménye, melynek srán az egyensúlyi ptenciálkat, a membránpermeabilitásk súlyztt értékeit és az abszlút inkncentrációkat egyaránt figyelembe kell venni. 5