10. Elektrische activiteit van het hart:
→ enkel deel 1, 2 en een deel van 5 zijn te kennen, andere delen zijn dus NIET samengevat
10.1. Membraan exciteerbaarheid:
eigenschappen celmembraan van een cardiomyocyte:
- gespecialiseerde proteïnen: ionenkanalen
→ ionentransport tussen cytosol en extern milieu
→ ionen zorgen voor elektrische stroom: cellen zijn elektrisch actief (exciteerbaar)
Ohm: elektrische stroom is proportioneel aan een ladingstransport (dQ in Coulomb) over een
bepaalde tijd (t in seconden), en is proportioneel aan elektrische spanning (E in volt) ten
opzichte van weerstand (R in Ohm)
= weergegeven in Ampère
Faraday: capaciteit is gelijk aan hoeveelheid lading die kan opgeladen worden op
geleidende delen tov. de spanning over de capaciteit
plasmamembraan:
= fosfolipiden-dubbel laag
⇒ scheidt het buitenmilieu van het binnenste
milieu
bevat opgeloste eiwitten:
- perifere eiwitten die aan 1 kan zitten
- transmembranair: doorheen membraan
, fosfolipiden:
- polair lipiden-kop (fosfaatgroep)
- 2 vetzuurketens (apolair)
dubbellaag in waterig milieu: oriëntatie zodat:
- polaire buitenzijde
- apolaire binnenzijde
structuur is permeabel voor:
- hydrofobe moleculen
- kleine polaire moleculen
impermeabel voor:
- geladen moleculen
- grote polaire moleculen
hoog-energetische barrière:
⇒ barrière voor geladen moleculen en grote polaire moleculen
⇒ homeostase van de cel-omgeving
⇒ via membraantransport kunnen er toch geladen deeltjes worden uitgewisseld
- eenvoudigste vorm van transport = diffusie (‘lek’)
- passief transport: met de gradiënt mee
- ion kanaal
- transporter/carrier (eiwit dat bij binding van conformatie verandert en zorgt
voor transport)
- actief transport: vereist ATP
→ opbouwen van een gradient
- transporter/carrier (vaak om een molecule van lage concentratie naar hoge
concentratie te transporteren)
plasma membraan heeft elektrochemische eig.
→ gedraagt zich als elektrische capaciteit
→ 2 geleidende platen die worden gescheiden door
niet-geleidende tussenstof
C=Q/E
,C is afhankelijk van elektrisch eigenschappen van fosfolipiden dubbel laag (elektrische
constante) X elektrische eigenschappen tussenstof X de oppervlakte, gedeeld door de dikte
vh membraan (hoe dikker: hoe meer afstand er moet worden afgelegd)
afstoting tussen ladingen: als die toch zou migreren
naar andere kant, ondervindt elektrische weerstand
plasmamembraan = een elektrische weerstand
I = E/R = dQ/dt
dus fosfolipiden dubbellaag vormt een elektrische capaciteit EN weerstand
→ gedraagt zich als een RC circuit in parallel
0mV (referentiepotentiaal) wordt gekozen aan de buitenzijde
vh membraan
Em = transmembranair potentieel
→ spanningsverschil dat zich bevindt over het membraan
negatief potentieel (Em < 0mV) = meer negatieve ladingen
aan de intracellulaire zijde
positief potentieel (Em > 0mV) = meer positieve ladingen aan
de intracellulaire zijde
depolarisatie = positieve trend van Em
⇒ bv het gevolg van negatieve ladingen die naar buiten migreren
⇒ of opbouw van positieve ladingen aan de binnenzijde
⇒ heeft niets te maken met polariteit (bv van -30mV naar -20mV)
repolarisatie = negatieve trend van Em
⇒ bv gevolg van opbouw van negatieve ladingen naar binnenzijde vd cel
⇒ of efflux van positieve ladingen naar de buitenzijde van de cel
hyperpolarisatie = toestand van repolarisatie beneden het membraan rustpotentiaal
10.2. Elektrochemische eigenschappen van een cel:
aan binnenzijde cel: hoge concentratie kalium en lage concentratie natrium
⇒ zonder een membraan zou er vrije diffusie zijn tot evenwicht van ionen
, energie die opgeslagen zit in deze gradient om van hoge C naar lage C te diffunderen
= Gibbs vrije energie (ΔG) → energie opgeslagen in chemische concentratie gradient
⇒ R (universele gasconstante) X T (temperatuur in K) X Ln (concentratie
buitenzijde van Na : concentratie Na aan binnenzijde)
stel:
→ evenveel positieve ladingen aan binnenzijde als aan buitenzijde
→ maar wel een verschil in K en Na
→ stel ionen kunnen vrij diffunderen via membraan
gevolg: grote concentratie gradiënt voor Na+ met de concentratiegradiënt mee
⇒ zal er diffusie optreden tot de concentratie Na+ gelijk is aan beide kanten??
wat er gebeurt:
1. IN: opstapeling van ladingen Na aan binnenzijde cel ⇒ elektrische afstoting, dus aan
buitenzijde zal er elektrische aantrekking zijn omdat daar minder positieve ladingen
zitten
2. dus: meer elektrische afstoting van binnen, meer elektrische aantrekking van buiten
3. diffusie wordt moeilijker, tot evenwicht → waar ligt dat evenwicht?
ΔG = z (lading vh ion) X F (constante) X Ex (potentiaalverschil voor specifiek ion x)
⇒ door verplaatsing van Na+ naar binnenzijde van de cel via de chemische gradiënt
⇒ opbouw van elektrische gradiënt doordat er minder ladingen aan buitenzijde zit
⇒ tot elektrochemisch evenwicht (geen transport meer): de elektrische kracht is gelijk en
tegengesteld aan de chemische kracht
transmembranair potentiaal (Ex) bij elektrochemisch evenwicht
= Nernst potentiaal = evenwichtspotentiaal = omkeer potentiaal
→ enkel deel 1, 2 en een deel van 5 zijn te kennen, andere delen zijn dus NIET samengevat
10.1. Membraan exciteerbaarheid:
eigenschappen celmembraan van een cardiomyocyte:
- gespecialiseerde proteïnen: ionenkanalen
→ ionentransport tussen cytosol en extern milieu
→ ionen zorgen voor elektrische stroom: cellen zijn elektrisch actief (exciteerbaar)
Ohm: elektrische stroom is proportioneel aan een ladingstransport (dQ in Coulomb) over een
bepaalde tijd (t in seconden), en is proportioneel aan elektrische spanning (E in volt) ten
opzichte van weerstand (R in Ohm)
= weergegeven in Ampère
Faraday: capaciteit is gelijk aan hoeveelheid lading die kan opgeladen worden op
geleidende delen tov. de spanning over de capaciteit
plasmamembraan:
= fosfolipiden-dubbel laag
⇒ scheidt het buitenmilieu van het binnenste
milieu
bevat opgeloste eiwitten:
- perifere eiwitten die aan 1 kan zitten
- transmembranair: doorheen membraan
, fosfolipiden:
- polair lipiden-kop (fosfaatgroep)
- 2 vetzuurketens (apolair)
dubbellaag in waterig milieu: oriëntatie zodat:
- polaire buitenzijde
- apolaire binnenzijde
structuur is permeabel voor:
- hydrofobe moleculen
- kleine polaire moleculen
impermeabel voor:
- geladen moleculen
- grote polaire moleculen
hoog-energetische barrière:
⇒ barrière voor geladen moleculen en grote polaire moleculen
⇒ homeostase van de cel-omgeving
⇒ via membraantransport kunnen er toch geladen deeltjes worden uitgewisseld
- eenvoudigste vorm van transport = diffusie (‘lek’)
- passief transport: met de gradiënt mee
- ion kanaal
- transporter/carrier (eiwit dat bij binding van conformatie verandert en zorgt
voor transport)
- actief transport: vereist ATP
→ opbouwen van een gradient
- transporter/carrier (vaak om een molecule van lage concentratie naar hoge
concentratie te transporteren)
plasma membraan heeft elektrochemische eig.
→ gedraagt zich als elektrische capaciteit
→ 2 geleidende platen die worden gescheiden door
niet-geleidende tussenstof
C=Q/E
,C is afhankelijk van elektrisch eigenschappen van fosfolipiden dubbel laag (elektrische
constante) X elektrische eigenschappen tussenstof X de oppervlakte, gedeeld door de dikte
vh membraan (hoe dikker: hoe meer afstand er moet worden afgelegd)
afstoting tussen ladingen: als die toch zou migreren
naar andere kant, ondervindt elektrische weerstand
plasmamembraan = een elektrische weerstand
I = E/R = dQ/dt
dus fosfolipiden dubbellaag vormt een elektrische capaciteit EN weerstand
→ gedraagt zich als een RC circuit in parallel
0mV (referentiepotentiaal) wordt gekozen aan de buitenzijde
vh membraan
Em = transmembranair potentieel
→ spanningsverschil dat zich bevindt over het membraan
negatief potentieel (Em < 0mV) = meer negatieve ladingen
aan de intracellulaire zijde
positief potentieel (Em > 0mV) = meer positieve ladingen aan
de intracellulaire zijde
depolarisatie = positieve trend van Em
⇒ bv het gevolg van negatieve ladingen die naar buiten migreren
⇒ of opbouw van positieve ladingen aan de binnenzijde
⇒ heeft niets te maken met polariteit (bv van -30mV naar -20mV)
repolarisatie = negatieve trend van Em
⇒ bv gevolg van opbouw van negatieve ladingen naar binnenzijde vd cel
⇒ of efflux van positieve ladingen naar de buitenzijde van de cel
hyperpolarisatie = toestand van repolarisatie beneden het membraan rustpotentiaal
10.2. Elektrochemische eigenschappen van een cel:
aan binnenzijde cel: hoge concentratie kalium en lage concentratie natrium
⇒ zonder een membraan zou er vrije diffusie zijn tot evenwicht van ionen
, energie die opgeslagen zit in deze gradient om van hoge C naar lage C te diffunderen
= Gibbs vrije energie (ΔG) → energie opgeslagen in chemische concentratie gradient
⇒ R (universele gasconstante) X T (temperatuur in K) X Ln (concentratie
buitenzijde van Na : concentratie Na aan binnenzijde)
stel:
→ evenveel positieve ladingen aan binnenzijde als aan buitenzijde
→ maar wel een verschil in K en Na
→ stel ionen kunnen vrij diffunderen via membraan
gevolg: grote concentratie gradiënt voor Na+ met de concentratiegradiënt mee
⇒ zal er diffusie optreden tot de concentratie Na+ gelijk is aan beide kanten??
wat er gebeurt:
1. IN: opstapeling van ladingen Na aan binnenzijde cel ⇒ elektrische afstoting, dus aan
buitenzijde zal er elektrische aantrekking zijn omdat daar minder positieve ladingen
zitten
2. dus: meer elektrische afstoting van binnen, meer elektrische aantrekking van buiten
3. diffusie wordt moeilijker, tot evenwicht → waar ligt dat evenwicht?
ΔG = z (lading vh ion) X F (constante) X Ex (potentiaalverschil voor specifiek ion x)
⇒ door verplaatsing van Na+ naar binnenzijde van de cel via de chemische gradiënt
⇒ opbouw van elektrische gradiënt doordat er minder ladingen aan buitenzijde zit
⇒ tot elektrochemisch evenwicht (geen transport meer): de elektrische kracht is gelijk en
tegengesteld aan de chemische kracht
transmembranair potentiaal (Ex) bij elektrochemisch evenwicht
= Nernst potentiaal = evenwichtspotentiaal = omkeer potentiaal
