In welcher Hinsicht entspricht das Ruhepotential gespeicherter elektrochemischer Energie?
Danke im Voraus
1 Antwort
Hi,
wenn man elektrische Ladung voneinander trennt und durch eine isolierende Schicht daran hindert, sich auszugleichen, lässt sich damit Stoffwechselenergie speichern. Diese Situation ist an der Zellmembran gegeben. Schauen wir uns die Ladungs- und Ionenverteilung beim Ruhepotential einmal an:
Das Ruhepotential beruht einerseits auf einer unterschiedlichen Ladungsverteilung innen /außen, bezogen auf die Zellmembran, als isolierende Schicht, mit einem Überschuss negativer Ladung innen (= unten).
Und außerdem beruht das Ruhepotential auf unterschiedlicher Verteilung von Stoffen (Ionenarten) auf beiden Seiten der Membran, z.B. Kalium innen hoch, außen gering, Natrium außen hoch, innen gering.
Beides zusammen, den erzeugten Ladungsgradienten und den erzeugten Konzentrationsgradienten des Ruhepotentials, fasst man als einen elektrochemischen Gradienten zusammen. Da sind beide Komponenten drin enthalten, elektrochemisch: Ladungsgradient, Konzentrationsgradient.
Der elektrochemische Gradient wird durch aktiven Transport, gegen ein Konzentrationsgefälle erzeugt, mit Hilfe von Stoffwechselenergie (Natrium-Kalium-Pumpen) und entspricht daher, solange er besteht, gespeicherter Stoffwechselenergie.
Kann man, im übertragenen Sinne, mit einer Talsperre vergleichen, das aufgestaute Wasser entspricht auch gespeicherter Energie, beim Ablassen kann man damit z.B. Turbinen zur Stromerzeugung antreiben. LG
Ein Konzentrationsgefälle kann nur mit Energie erzeugt werden. Die Energie steckt dann in diesem Gefälle.
Eine Talsperre ist aufgestautes Wasser. In der Staumauer sind Elektroturbinen. Wenn man das aufgestaute Wasser dadurch abfließen lässt, kann damit Strom erzeugt werden. Das aufgestaute Wasser der Talsperre ist auch gespeicherte Energie.
So kann man sich das bei einem Ionengradienten über eine Membran auch vorstellen.
Was meinst du hiermit?
"Der elektrochemische Gradient wird durch aktiven Transport, gegen ein Konzentrationsgefälle erzeugt, mit Hilfe von Stoffwechselenergie (Natrium-Kalium-Pumpen) und entspricht daher, solange er besteht, gespeicherter Stoffwechselenergie."