Table Of ContentProbekapitel
Inhaltsverzeichnis V
1 Allgemeine Physiologie 1
1.1 Stoffmenge 1
1.2 Stoffmasse 1
1.3 Konzentration 1
1.4 Osmolarität 2
1.4.1 Isoton ..............................................................................................................................................................2
1.4.2 Hypoton .........................................................................................................................................................2
1.4.3 Hyperton .......................................................................................................................................................3
1.5 Osmolalität 3
1.6 Elektrochemischer Konzentrationsgradient - Die Ionen sind hin und her gerissen... 3
1.7 Transportprozesse 3
1.7.1 Passive Transporte entlang des Konzentrationsgradienten ...............................................3
1.7.2 Aktive Transporte .....................................................................................................................................5
1.7.3 Elektrogener und elektroneutraler Transport ............................................................................7
1.8 Ionen und ihre Konzentrationen 7
1.8.1 Natrium .........................................................................................................................................................8
1.8.2 Kalium ............................................................................................................................................................8
1.8.3 Calcium ..........................................................................................................................................................9
1.9 Gleichgewichtspotenzial und Nernstgleichung 10
1.9.1 Nernstgleichung....................................................................................................................................11
1.10 Ruhemembranpotenzial 12
2 Wasserhaushalt 14
2.1 Störungen des Wasserhaushalts - Dehydratationen/Hyperhydratationen 15
2.1.1 Hypotone Dehydratation ...................................................................................................................15
2.1.2 Hypotone Hyperhydratation.............................................................................................................15
2.1.3 Hypertone Hyperhydratation ..........................................................................................................16
2.1.4 Isotone Dehydratation ........................................................................................................................16
2.1.5 Infusionen von Glucose ......................................................................................................................16
2.2 Filtrationsdruck 16
2.3 Ödeme - Störungen des Filtrationsdrucks 17
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VI Inhaltsverzeichnis
3 Niere 21
3.1 Funktionen der Niere 21
3.2 Autoregulation der Durchblutung 21
3.3 Clearance 22
3.4 Glomeruläre Filtrationsrate – GFR 25
3.5 Renaler Plasmafluss – RPF 26
3.6 Renaler Blutfluss – RBF 26
3.7 Filtrationsfraktion - FF 26
3.7.1 Fraktionelle Ausscheidung ...............................................................................................................27
3.8 Verschiedene Stoffe und ihr Verhalten in der Niere 29
3.8.1 Prinzipien der Rückresorption ........................................................................................................29
3.8.2 Rückresorption von Natrium, Kalium, Calcium und anderer Elektrolyte ....................29
3.8.3 Rückresorption weiterer wichtiger Substanzen ....................................................................34
3.9 Haarnadelgegenstromprinzip – Diurese/Antidiurese 36
3.10 Die Niere als Wirkungs- und Produktionsort von Hormonen 37
3.10.1 Aldosteron ...............................................................................................................................................37
3.10.2 Renin-Angiotensin-Aldosteron-System........................................................................................38
3.10.3 Antidiuretisches Hormon (=ADH)/Adiuretin/Vasopressin -
drei Namen ein Hormon ...................................................................................................................38
3.10.4 Atriopeptin/atrialer natriuretischer Faktor (= ANF) –
das Hormon, das von Herzen kommt .........................................................................................40
3.10.5 Calcitonin und Parathormon ..........................................................................................................40
3.10.6 Erythropoetin ..........................................................................................................................................41
3.10.7 Calcitriol (= 1,25-Dihydroxycholecalciferol) ..............................................................................41
Index 43
Konzentration 1
• Mol pro Liter [mol/l] oder
1 Allgemeine Physiologie • Gramm pro Liter [g/l] angegeben.
Merke:
Um eine Sprach e fl ießend zu beherrsch en, muss Konzentration = Stoffmenge pro Volumen.
man ihre Worte verstehen und korrekt benutzen
können. Da in der Medizin - und damit auch in Übrigens...
der Physiologie - eine eigene (Geheim-) Sprach e Weder die Konzentration noch das Volumen
benutzt wird, beginnt dieses Kapitel mit einer oder die Stoffmenge werden im Examen immer
in den Grundeinheiten angeben. Mit diesen
kurzen Zusammenfassung der physiologisch en
Umrechungsfaktoren könnt ihr sie aber - wenn
Begriff e, die ihr kennen solltet, um in der münd-
nötig - in die Grundeinheiten zurückverwandeln:
lich en Prüfung lock er mitreden zu können und
Volumen:
auch den sch rift lich en Teil des Examens gut zu • Deziliter (dl) = 10-1 = 0,1 Liter
bestehen. Zusätzlich könnt ihr damit vielleich t • Milliliter (ml) = 10-3 = 0,001 Liter
auch noch den einen oder anderen Punkt in Phy- • Mikroliter (µl) = 10-6 Liter
sik oder Chemie einstreich en. • Nanoliter (nl) = 10-9 Liter
• Pikoliter (pl) = 10-12 Liter
• Femtoliter (fl) = 10-15 Liter
1.1 Stoffmenge Masse:
• Kilogramm (kg) = 1000 g = 103 Gramm
Ein M Mooll iisstt ddiiee BBeezzeeiichch nnuunngg ffüürr eeiinnee bbee--
• Milligramm (mg) = 0,001 g = 10-3 Gramm
ssttiimmmmttee ZZaahhll ((== MMeennggee)) aann TTeeiillchch eenn,, vvoonn • Mikrogramm (µg) = 10-6 Gramm
ddeerr mmaann mmiinnddeesstteennss ddiiee DDiimmeennssiioonn ((== 11002233,,
eine Zahl mit 23 Nullen!) kennen sollte.
Als Mengenangabe ist das Mol mit dem Beispiel:
Dutzend vergleich bar - nur ist man beim Es herrsch t eine Konzentration für Natrium von
Dutzend sch neller mit dem Zählen fertig als 0,00002 g/µl (entsprich t = 2 • 10-5 g/µl). Wie würde
beim Zählen von 602,2 Trilliarden Molekülen. man dieses jetzt in der Grundeinheit g/l sch reiben?
Der Hoch rech nungsfaktor von Mikroliter auf Liter
Merke: ist, wie oben zu sehen, 106. Nun muss man also die
• Die Einheit der Stoffmenge ist das Mol. 0,00002 g/µl mit 106 multiplizieren und erhält: 20 g/l
• Ein Mol sind 6,022 x 1023 Teilchen. als Konzentration für Natrium in dieser Lösung.
(2 • 10-5 g/µl) • 106 = 2 • 101 g/l = 20 g/l )
1.2 Stoffmasse
Die Stoff masse ist das Gewich t eines Stoff es mit 1.3.1 Stoffmenge versus Konzentration
der Grundeinheit Gramm. Das ist die Einheit, Zwisch en diesen beiden Begriff en besteht ein
die mit 1000 multipliziert euch morgens als Kilo- kleiner aber wich tiger Untersch ied, auf den viele
gramm auf der Waage ersch reck t. Fragen im sch rift lich en Examen abzielen:
• Die Stoffmenge ist eine bestimmte
Anzahl von Teilchen mit der Einheit
1.3 Konzentration Mol.
Die Einheit Konzentration be- • Die Konzentration ist eine be-
steht aus zwei Teilen: stimmte Stoffmenge pro Volu-
• der Stoffmenge und men. Mögliche Einheiten sind:
• dem Volumen. mol/ml, g/l, mmol/l, g/ml etc.
Es ist wich tig zu verstehen, dass Konzentration und Stoff menge können sich un-
sich der Begriff Konzentration abhängig voneinander ändern. Daher solltet ihr
immer auf die Stoff menge in einem bestimmten immer genau lesen, wonach gefragt wird.
Volumen bezieht.
Im Examen wird die Konzentration daher ent-
weder als
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2 Allgemeine Physiologie
Stoff menge UND das Volumen verdoppelt haben, das Ver-
Beispiel: hältnis der beiden ist unverändert.
• Verringert sich das Volumen bei gleich blei-
bender Stoffmenge ist das eine Konzentrie-
rung. 1.4 Osmolarität
• Vergrößert sich das Volumen, in dem die Die Osmolarität besch reibt die Konzentration
Teilchen (= Stoffmenge) gelöst sind, spricht der osmotisch wirksamen Teilch en in Mol pro
man von Verdünnung (s. Abb. 1). Liter Lösungsmitt el. Die Einheit ist [osmol/l].
Merke:
Im Blutplasma tummeln sich unter normalen Bedin-
gungen 300 mosmol osmotisch wirksamer Teilchen
pro Liter (= 0,3 osmol/l).
Übrigens...
00,,33 oossmmooll//ll ooddeerr 330000 mmoossmmooll//ll eennttsspprreecchheenn
genau der Osmolarität einer 0,9%igen NaCl-
Lösung (= Kochsalzlösung). Das ist auch der
GGrruunndd ddaaffüürr,, wwaarruumm ddiieessee LLöössuunngg iimm KKrraannkkeenn--
haus für viele Dinge benutzt wird - sei es zum
Auflösen von Medikamenten oder um einen
Venenkatheter durchzuspülen.
Die 0,9%ige Kochsalzlösung hat die gleiche
Osmolarität wie das normale Blutplasma und
führt deshalb zu keiner Flüssigkeitsverschiebung
Abb. 1: gleiche Stoffmenge in unterschiedlichen zwischen Extra- und Intrazellulärraum. Solche
Lösungen bezeichnet man als isoton.
Volumina → unterschiedliche Konzentrationen
Die nun folgenden Begriff e beziehen sich IM-
MER auf den Extrazellulärraum!
1.4.1 Isoton
In einer isotonen Flüssigkeit sch wimmen ge-
nauso viele osmotisch wirksame Teilch en her-
um, wie im normalen Blutplasma, also ziemlich
genau 300 mosmol/l. Dieser Wert sollte auch
konstant gehalten werden, weil es sonst zu Flüs-
sigkeitsversch iebungen zwisch en den einzelnen
Körperkompartimenten kommen würde.
1.4.2 Hypoton
Hypoton bedeutet, dass eine niedrigere Osmo-
larität als im normalen Blutplasma herrsch t
(< 300 mosmol/l). Da Wasser zum Ort der hö-
Abb. 2: Gleiche Konzentration heißt NICHT immer heren Konzentration strömt und in den Zellen
auch gleiche Stoffmenge noch die normale und damit höhere Konzentra-
tion herrsch t, führt hypotones Plasma zur Zell-
Die Konzentration bleibt hier gleich , die Stoff menge aber sch wellung: Das Wasser strömt in die Zellen ein
verdoppelt sich . Wenn ihr euch die beiden Konzentration und kann sie dadurch sogar zum Platzen brin-
ansch aut (s. Abb. 2), kommt ihr links auf 5g/l, rech ts auf gen. So etwas könnte z.B. durch zu viele hypo-
10g/2l. 10g/2l entsprich t (durch zwei geteilt) genau 5 g/l. tone Infusionen passieren.
Die Konzentration bleibt dadurch gleich , dass sich die
Elektrochemischer Konzentrationsgradient 3
1.4.3 Hyperton und ch emisch en Kräft e ein Ion in dieselbe Rich -
Hyperton bedeutet, dass eine höhere Osmo- tung ziehen (z.B. in die Zelle hinein oder hinaus)
larität als im normalen Blutplasma herrsch t oder in untersch iedlich e Rich tungen. Sollten
(>300 mosmol/l). Dies führt zur Zellsch rump- die Kräft e einander entgegengerich tet sein, ist
fung, da in diesem Fall Zellwasser ausströmt die resultierende Rich tung der Kraft (= elek-
um die Konzentration an osmotisch wirk- troch emisch er Konzentrationsgradient) die der
samen Teilch en im Extrazellulärraum zu stärkeren Kraft . Beispiel: Ein negativ geladenes
verdünnen (z.B. Trinken vom Meerwasser). Ion wird vom negativ geladenen Zellinneren
abgestoßen. Gleich zeitig sind aber die Ionen
Übrigens... seiner Sorte außerhalb der Zelle höher konzen-
Wieso bewegt sich beim Konzentrationsaus- triert und drück en es in die Zelle zurück . Ist hier
gleich eigentlich nur das Wasser und nicht auch die elektrisch e Kraft stärker, wandert dieses Ion
ddiiee EElleekkttrroollyyttee ((== ggeellöössttee TTeeiillcchheenn)) üübbeerr ddiiee
aus der Zelle hinaus, bei Überwiegen der ch e-
Zellmembran?
misch en Kraft , wandert es in die Zelle hinein.
Das liegt daran, dass die Zellmembran s seemmii--
Die Energie und die Kraft des elektroch emisch en
permeabel ist und diese Teilchen nicht
durchlässt. Daher muss sich eben das Konzentrationsgradienten sind der Antrieb für
Wasser auf die Reise machen. viele Zellprozesse, z.B. für Transportprozesse
und Signalübertragungen.
Merke:
Dazu eine kleine Eselsbrücke: Ein hypertoner Blut- Übrigens...
druck ist ein zu hoher Blutdruck. In einem hyperto- Ist die Kraft des elektrochemischen Konzentra-
nen Plasma herrscht auch ein zu hoher Druck, aber tionsgradienten gleich null, bedeutet dies, die
elektrischen und chemischen Kräfte neutrali-
eben ein zu hoher osmotischer Druck = zu viele Teil-
sieren sich: sie sind gleich groß und einander
chen im Plasma.
entgegengerichtet. In diesem Fall stellt sich ein
Kräftegleichgewicht ein, das man als Gleichge-
wichtspotenzial bezeichnet und mit der Nernst-
1.5 Osmolalität
gleichung berechnen kann (s. S. 10).
Die Osmolalität besch reibt die Konzentration
osmotisch wirksamer Teilch en pro Kilogramm
Lösungsmitt el. Ihre Einheit ist daher [osmol/ kg 1.7 Transportprozesse
HO]. Bei den Transportprozessen untersch eidet man
2
die aktiven und die passiven Transporte. Die-
Übrigens... se Einteilung rich tet sich einzig danach , ob das
Der Unterschied zwischen Osmolarität und transportierte Teilch en entgegen (= aktiv) oder
Osmolalität im Körper ist sehr gering, da bei uns entlang (= passiv) seines elektroch emisch en
Wasser das Lösungsmittel ist und 1 Liter Was-
Konzentrationsgradienten bewegt wird.
ser circa fast ziemlich genau ungefähr 1kg wiegt.
Des Weiteren untersch eidet man den elektroneu-
tralen vom elektrogen Transport. Hier muss man
danach sch auen, ob eine Ladungsverzerrung
1.6 Elektrochemischer Konzentra- statt fi ndet oder nich t (s. 1.7.3, S. 7).
tionsgradient - Die Ionen sind
hin und her gerissen... Merke:
Bei geladenen Teilch en (= Ionen) beeinfl ussen Alle Transportprozesse sind temperaturabhängig.
nich t nur die Konzentrationsuntersch iede deren
Verteilung, sondern auch ihre Ladungen: Ionen 1.7.1 Passive Transporte entlang des
werden von entgegengesetzten Ladungen ange- Konzentrationsgradienten
zogen, von gleich en abgestoßen. Dieses Phäno- Ein passiver Transport erfolgt immer entlang des
men besch reibt der elektroch emisch e Konzen- elektroch emisch en Konzentrationsgradienten
trationsgradient. Er ist die resultierende Kraft (= immer entlang des Energiegefälles). Beispiele
der elektrisch en und ch emisch en Kräft e, die an sind die Diff usion, die Osmose und der Natrium-
einem Ion zerren. Dabei können die elektrisch en transport durch einen Natriumkanal in die Zelle.
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4 Allgemeine Physiologie
Merke:
Stoffe, die frei beweglich sind, verteilen sich auf
Grund von zufälligen thermischen Bewegungen und
gleichen damit Konzentrationsunterschiede aus.
Erleichterte Diffusion
Die normale Zellmembran ist für geladene Stoff e/
Teilch en sch wer durch gängig. Um diesen Teilch en
trotzdem den Durch tritt durch eine Membran zu
ermöglich en, gibt es Kanalproteine (= Carrier). Da
auch dieser Transport durch die Membran entlang
des elektroch emisch en Konzentrationsgradienten
statt fi ndet, ist auch die erleich terte Diff usion ein
passiver Transport. Im Gegensatz zur normalen
Abb. 3: passiver Transport entlang des Konzentra- Diff usion, die hauptsäch lich vom Konzentrations-
tionsgradienten untersch ied Δc abhängt, ist die Gesch windigkeit
der erleich terten Diff usion jedoch stark abhängig
Diffusion von der Anzahl der Transportkanäle. Daher kann
Die einfach ste passive Transportform durch sie - wenn die Transporter überlastet sind - eine
eine Membran ist die Diff usion. Diff usion be- Sätt igungsch arakteristik zeigen, was bei der ein-
deutet, dass sich frei beweglich e Stoff e auf fach en Diff usion nich t der Fall ist.
Grund von zufälligen thermisch en Bewegungen
verteilen und so Konzentrationsuntersch iede Merke:
(= Konzentrationsgradienten) ausgleich en. Die Der Glucosetransport in die Hepato- und Adipozyten
Gesch windigkeit dieser Verteilung hängt vom erfolgt durch erleichterte Diffusion.
Konzentrationsuntersch ied (= Δc), der Fläch e
(= A) und der Permeabilität (= P) der Memb- Osmose
ran ab, durch die der Austausch statt fi ndet. Bei der Osmose sind die Stoff e/Teilch en im Ge-
J entsprich t der transportierten Substanzmen- gensatz zur Diff usion NICHT frei beweglich ,
ge pro Zeit [mol/s] und ist damit eine Gesch win- weil eine semipermeable Membran dies verhin-
digkeitsangabe: dert. Um die Konzentrationsuntersch iede trotz-
dem auszugleich en, muss sich hier das Lösungs-
J in [mol/s] = P x Δc x A mitt el bewegen. Die Flüssigkeit strömt dabei
zum Ort der höheren Konzentration und führt in
Dasselbe sagt auch das F ick -Diff usionsgesetz: diesem Kompartiment zur Erhöhung des hydro-
statisch en Druck s (s. Abb. 4).
dQ/dt = D x A x (c-c)/d
1 2
dQ/dt = Nett o-Diff usionrate in mol/s
D = Fick -Diff usionskoeffi zient
d = Diff usionstreck e
A = Membranfl äch e
c-c = Konzentrationsuntersch ied Δc
1 2
Übrigens...
DDiiee zzwweeiittee FFoorrmmeell ssiieehhtt ddeesshhaallbb aannddeerrss aauuss,,
da sich Herr Fick die Mühe gemacht hat,
ddiiee PPeerrmmeeaabbiilliittäätt PP ((iinn ddeerr oobbeerreenn FFoorrmmeell))
Abb. 4: Osmose – nur das Wasser kann durch die
als D/d aufzulösen und ∆c als (c-c) zu
1 2 Membran fließen
schreiben. dQ/dt bedeutet Mengenänderung
pro Zeitänderung.
Transportprozesse 5
Übrigens...
Der hydrostatische Druck gibt die Höhe der
Wassersäule an und wird deshalb in der Einheit
[cm HO] angegeben.
2
Merke:
• Die einfache Diffusion zeigt KEINE Sättigungscha-
rakteristik.
• Die erleichterte Diffusion kann gesättigt werden
(= wenn alle Carrier besetzt sind).
• Osmose und Diffusion sind temperaturabhängig
und führen zu einem dynamischen Gleichgewicht.
• Die Membran hat entscheidenden Anteil an den Abb. 5: ein aktiver Transport erfordert Energie
Transportprozessen, z.B. durch ihren Reflexions-
koeffizienten, ihre Fläche und ihre Permeabilität. Primär-aktiver Transport
Um den elektroch emisch en Konzentrationsgra-
Übrigens... dienten zu überwinden, muss der Körper aktiv
Der Reflexionskoeffizient σ werden und Energie aufwenden. Stammt die-
(= Sigma) gibt an, wie stark ein se Energie direkt aus ATP, so nennt man den
bestimmtes Teilchen an der Grenz-
Transport primär-aktiv. Das „primär“ bezieht
fläche/Membran abgestoßen
sich auf die direkt am Transporter statt fi ndende
wird. Er kann Werte zwischen 1
ATP- Hydrolyse.
(= Membran ist undurchlässig)
und 0 (= Membran ist völlig durch- Das ultimative Beispiel für einen primär-aktiven
lässig) annehmen. Transport ist die Na+-K+-ATPase (s. Abb. 6). Da-
Eine semipermeable Membran hat den Reflexi- neben gibt es jedoch auch Ca2+- und H+-Pumpen,
onskoeffizienten σ = 1, da sie nur das Lösungs- die direkt ATP verbrauch en, um ihre Teilch en
mittel, nicht aber die darin gelösten Teilchen über die Membran zu sch aff en.
passieren lässt.
Prüfungsrelevante Beispiele primär-aktiver
Transporter sind:
Im sch rift lich en Examen wurde sch on nach der • Na+-K+- ATPase,
realen osmotisch en Druck diff erenz Δπ gefragt • H+-ATPasen (in Mitochondrien),
und welch e Größen dort mit hineinspielen: • Ca2+-ATPase (im sarkoplasmatischen Retiku-
Die reale osmotisch e Druck diff erenz nach van´t lum) und
Hoff und Staverman ist defi niert als • H+/K+-ATPase (in den Belegzellen des Magens).
Δπ = σ x R x T x ΔC
osm
mit Na+/K+-ATPase
R = allgemeine Gaskonstante,
T = absolute Temperatur,
ΔC = transepithelialer/transendothelialer re-
osm
aler Osmolaritätsuntersch ied und
σ = Refl exionskoeffi zient an der Membran.
1.7.2 Aktive Transporte
Das Wort aktiv deutet sch on an, dass bei dieser
Transportform Energie verbrauch t wird. Diese
Energie dient dazu, einen Konzentrationsgra-
dienten aktiv zu überwinden und z.B. Natrium
aus der Zelle zu sch aff en. Man kann sich das so
vorstellen: Es brauch t mehr Energie einen Stein
aktiv die Treppe hoch zutragen, als ihn passiv hi-
nunterplumpsen zu lassen (s. Abb. 5). Abb. 6: Natrium-Kalium-ATPase
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6 Allgemeine Physiologie
Die Na+/K+-ATPase ist DAS Beispiel für einen Sekundär aktiver Transport
primär-aktiven Transport und deshalb auch der Anders als beim primären Transport, bei dem die
Liebling im sch rift lich en Examen. Energie direkt aus der ATP- Hydrolyse stammt, ist
In einem Pumpzyklus sch afft dieser Transporter beim sekundär-aktiven Transport meist ein ho-
drei Natriumionen aus der Zelle hinaus und her Natriumgradient die Triebkraft .
nimmt dafür zwei Kaliumionen in die Zelle auf. Die Na+/K+-ATPase baut in diesem Fall zunäch st
Damit ist die Na+/K+- ATPase ein elektrogener primär aktiv einen hohen Natriumgradienten auf,
Transporter (s. 1.7.3, S. 7). Außerdem ist sie der worauf hin die Natriumteilch en wieder in die Zel-
größte ATP-Verbrauch er im mensch lich en Kör- le zurück drängen und dafür an den Transportern
per. Wird die ATP-Produktion einer Zelle ge- der Membran eine Art Zollgebühr entrich ten müs-
stört, kommt es auf Grund der eingesch ränkten sen. Diese Zollgebühr besteht darin, dass sie ein
Funktion der Na+/K+-ATPase zu einem Anstieg Teilch en mitnehmen (= Symport) oder aussch leu-
der intrazellulären Natriumkonzentration und sen (= Antiport), wenn sie die Membran passieren.
zur Zellsch wellung. Ist genügend ATP vorhan-
den und die Natriumkonzentration in der Zelle Übrigens...
erhöht sich aus einem anderen Grund, so pumpt • Ihr solltet euch unbedingt merken, dass sich
die Na+/K+-ATPase einfach sch neller und kann das Natriumion beim sekundär-aktiven
Transport passiv bewegt, weil es entlang
wieder ein Gleich gewich t herstellen.
seines Konzentrationsgradienten trans-
Die intrazelluläre Natriumkonzentration ist der
portiert wird. Das im Symport oder Antiport
Regelwert für die Gesch windigkeit der Na+/K+-
bewegte Teilchen wird dagegen sekundär aktiv
ATPase: Ist die Na+-Konzentration hoch , pumpt transportiert, da dieser Transport entgegen
sie sch neller, ist sie niedriger, pumpt sie lang- dessen Konzentrationsgradienten stattfindet.
samer. • Da der sekundär-aktive Transport ein aktiver
Transport ist, kann er entgegen des elektroche-
Übrigens... mischen Gradienten erfolgen.
• Wie jeder andere Transporter (und jede andere
Transportform) ist auch die Na+/K+-ATPase Merke:
temperaturabhängig. Die sekundär-aktiven Transporter sind für Substan-
• Die Na+/K+-ATPase ist durch g-Strophantin
zen/Substanzgruppen spezifisch, temperaturab-
(= Ouabain) spezifisch hemmbar, was die Medi-
hängig und sättigbar.
zin in Form der Herzglykoside nutzt.
• In der Niere ist die Na+/K+-ATPase basolate-
ral gelegen und baut dort den sehr wichtigen
Natriumgradienten auf, der Antrieb für den
Großteil der sekundär-aktiven Transportmecha- Beispiele sekundär-aktiver Transporter:
nismen im Tubulussystem ist. • Na+/Ca2+-Gegentransport (=Antiport),
• Glucosecarrier an den Nierentubuluszellen
Merke: (= luminal) sowie an den Dünndarmepi-
Die Na+/K+-ATPase thelzellen (= luminal) und
• ist primär aktiv, • Aminosäurecarrier im Nierentubulus.
• pumpt 2 K+ in die Zelle hinein und 3 Na+ aus der
Zelle pro Pumpzyklus heraus (= elektrogen!),
• pumpt vermehrt bei erhöhter intrazellulärer Na+-
Konzentration, Tertiärer Transport - alle guten Dinge sind
• ist temperaturabhängig, drei…
• wird durch g-Strophantin (= Ouabain) gehemmt Der primär aktive Transport verbrauch t direkt
und ATP, der sekundär aktive die aufgebaute Ener-
• ist in der Niere basolateral gelegen. gie des primären Transportes und woher kommt
Nach Blockade der ATP-Produktion einer Zelle steigt die Energie für den tertiären Transport? Rich tig!
die intrazelluläre Na+-Konzentration und die Zelle Der tertiär aktive Transport nutzt einen Ener-
schwillt an. giegradienten, der durch einen sekundär aktiven
Transport aufgebaut wurde.
Transportprozesse 7
Beispiel: Beispiele für elektroneutralen Transport:
Die Rück resorption von Dipeptiden erfolgt • Na+-H+-Antiport im proximalen Tubulus
im Nierentubulus im Symport mit H+-Ionen. (= zwei positive Ladungen tauschen sich
Durch die basolaterale Na+/K+-ATPase wird aus, Bilanz = 0),
mit einem primären Transportvorgang ein • Na+-Cl--(thiazid-sensitiver)Symport im
Natriumgradient aufgebaut, den der sekun- distalen Nierentubulus (= eine positive
där aktive Na+/H+- Antiporter luminal nutzt und eine negative Ladung werden zusam-
um H+-Ionen in den Tubulus zu sezernieren. men transportiert, Bilanz = 0),
Wenn die H+-Ionen nun wieder ihrem Gradi- • Cl--HCO--Antiport der Erythrozyten
3
enten folgend in die Zelle wollen, gesch ieht (= zwei negative Ladungen tauschen sich
dies im Symport mit Dipeptiden und damit aus, Bilanz = 0),
tertiär aktiv. • H+/K+-ATPase der Belegzellen (= zwei po-
sitive Ladungen tauschen sich aus, Bilanz
= 0).
Übrigens...
Ein kleiner Tipp für die mündliche Prüfung: Auf
die Frage „ob es auch einen passiven Transport Elektrogener = ungleicher Ladungstransport
entgegen des chemischen Konzentrationsgradi-
Nach einem elektrogenen Transportvorgang sind
enten geben kann“, lautet die Antwort JA.
die Ladungen über der Membran anders verteilt.
GGrruunndd:: EEss ggiibbtt zzwwaarr kkeeiinneenn ppaassssiivveenn TTrraannssppoorrtt
Grund dafür ist z.B., dass ein ungeladenes Teil-
entgegen des elektrochemischen KKoonnzzeennttrraattii--
oonnssggrraaddiieenntteenn,, aabbeerr eennttggeeggeenn ddeerr cchheemmiisscchheenn ch en zusammen mit einem geladenen Teilch en
Kraft ist das schon möglich, vorausge- über die Membran transportiert wird.
sseettzztt,, ddiiee eelleekkttrriisscchhee KKrraafftt iisstt ggrröößßeerr uunndd
der chemischen entgegengesetzt.
Entgegen des e elleekkttrriisscchheenn GGrraaddiieenntteenn iisstt Beispiele für elektrogenen Transport:
das natürlich auch möglich. Dann muss • Na+/K+-ATPase (= zwei positive Ladungen
eben die chemische Kraft überwiegen.
in die Zelle, drei positive hinaus, Bilanz =
-1),
1.7.3 Elektrogener und • Na+-Glucose-Symport (= eine positive La-
elektroneutraler Transport dung und ein ungeladenes Teilchen kom-
In den Examen der letzten Jahre wurde auch men in die Zelle, Bilanz = +1),
nach den Ladungsversch iebungen bei Trans- • Na+-Transport durch den Na+-Kanal (=
porten durch Membranen gefragt. Bewegen sich eine positive Ladung in die Zelle, Bilanz =
nämlich Ionen (= geladene Teilch en) durch eine +1).
Membran, nehmen sie ihre Ladungen mit:
• Ist der Ladungstransport ausgeglichen, spricht
man von elektroneutralem Transport,
• tritt eine Ladungsverzerrung auf, ist es ein 1.8 Ionen und ihre Konzentrationen
elektrogener Transport. Ionen sind kleine geladene Teilch en (= Elektro-
lyte), die vielfältige Aufgaben im Körper haben.
Elektroneutraler = ausgeglichener Teil 1 dieses Kapitels besch äft igt sich mit ihren
Ladungstransport untersch iedlich en Konzentrationen im Blutplas-
Tausch en sich im Antiport zwei positive La- ma und im Intrazellulärraum, Teil 2 geht auf aus-
dungen gegeneinander aus, so führt dies zu kei- gewählte Ionen ein und enthält deren prüfungs-
ner Ladungsveränderung. Genauso verhält es relevante Details.
sich , wenn beim Symport ein negatives zusam-
men mit einem positiven Teilch en bewegt wird.
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