3.6.2 – Physiologie lang

3.6.2 – Az ionmegoszlás és a permeabilitás – Ionenverteilung und Permeabilität

1. A sejtek belsejében a káliumionok (K⁺) koncentrációja sokkal magasabb, mint az extracelluláris folyadékban, így kifelé irányuló jelentős koncentrációgradiens áll fenn. – Im Zellinneren ist die Konzentration der Kaliumionen (K⁺) wesentlich höher als in der Extrazellulärflüssigkeit, sodass ein bedeutender nach außen gerichteter Konzentrationsgradient besteht.

2. Ezzel ellentétesen a nátriumionok (Na⁺) főként a sejten kívüli térben találhatók, míg intracelluláris koncentrációjuk viszonylag alacsony marad. – Im Gegensatz dazu befinden sich die Natriumionen (Na⁺) hauptsächlich im extrazellulären Raum, während ihre intrazelluläre Konzentration verhältnismäßig niedrig bleibt.

3. A kloridionok (Cl⁻) eloszlása többnyire a nátriuméhoz hasonló, ezért koncentrációjuk általában a sejten kívül nagyobb. – Die Verteilung der Chloridionen (Cl⁻) ähnelt meist der des Natriums, weshalb ihre Konzentration gewöhnlich außerhalb der Zelle höher ist.

4. Intracellulárisan ezenkívül nagyméretű, negatív töltésű fehérjék és más szerves anionok találhatók, amelyek a membránon keresztül nem képesek szabadon diffundálni. – Intrazellulär befinden sich außerdem große, negativ geladene Proteine und andere organische Anionen, die nicht frei durch die Membran diffundieren können.

5. Az eltérő ionkoncentrációkat hosszú távon főként a nátrium-kálium-pumpa tartja fenn, amely energiafelhasználással nátriumot szállít kifelé, káliumot pedig befelé. – Die unterschiedlichen Ionenkonzentrationen werden langfristig vor allem durch die Natrium-Kalium-Pumpe aufrechterhalten, die unter Energieverbrauch Natrium nach außen und Kalium nach innen transportiert.

6. Nyugalomban a membrán számos nyitott kálium-szivárgási csatornát tartalmaz, ezért káliumionokkal szembeni permeabilitása viszonylag nagy. – Im Ruhezustand enthält die Membran zahlreiche offene Kalium-Leckkanäle, weshalb ihre Permeabilität für Kaliumionen verhältnismäßig groß ist.

7. Nátriumionok számára ugyanakkor lényegesen kevesebb nyitott út áll rendelkezésre, így a nyugalmi membrán nátriumpermeabilitása csekély. – Für Natriumionen stehen dagegen wesentlich weniger offene Wege zur Verfügung, sodass die Natriumpermeabilität der ruhenden Membran gering ist.

8. A koncentrációkülönbség következtében a káliumionok nyitott csatornáikon át kifelé diffundálnak, miközben kémiai gradiensük kiegyenlítésére törekednek. – Infolge des Konzentrationsunterschiedes diffundieren Kaliumionen durch ihre offenen Kanäle nach außen, wobei sie ihren chemischen Gradienten auszugleichen suchen.

9. Mivel a sejten belüli nagy anionok nem követhetik őket, a kálium kiáramlása után negatív töltéstöbblet marad vissza a membrán belső felszínén. – Da die großen intrazellulären Anionen ihnen nicht folgen können, bleibt nach dem Kaliumausstrom ein Überschuss negativer Ladung an der inneren Membranoberfläche zurück.

10. Az egyre negatívabbá váló sejtbelső elektromos vonzóerőt gyakorol a pozitív káliumionokra, és így fokozatosan fékezi további kiáramlásukat. – Das zunehmend negativ werdende Zellinnere übt eine elektrische Anziehungskraft auf die positiven Kaliumionen aus und bremst dadurch allmählich ihren weiteren Ausstrom.

11. Amikor a kifelé hajtó kémiai erő és a befelé irányuló elektromos erő kiegyenlíti egymást, kialakul a kálium egyensúlyi potenciálja. – Wenn sich die nach außen treibende chemische Kraft und die nach innen gerichtete elektrische Kraft ausgleichen, entsteht das Gleichgewichtspotential des Kaliums.

12. Élettani koncentrációviszonyok mellett ez az érték megközelítőleg –90 mV, mert ekkora belső negativitás szükséges a nagy káliumgradiens ellensúlyozásához. – Unter physiologischen Konzentrationsverhältnissen beträgt dieser Wert ungefähr –90 mV, weil eine derartige innere Negativität erforderlich ist, um den großen Kaliumgradienten auszugleichen.

13. A Nernst-összefüggés szavakban azt fejezi ki, hogy egy ion egyensúlyi potenciálját a membrán két oldalán mérhető koncentrációinak aránya, töltése és a hőmérséklet határozza meg. – Die Nernst-Beziehung besagt in Worten, dass das Gleichgewichtspotential eines Ions durch das Verhältnis seiner Konzentrationen auf beiden Membranseiten, seine Ladung und die Temperatur bestimmt wird.

14. Bár a nátriumpermeabilitás nyugalomban alacsony, kevés nátrium folyamatosan beáramlik, ami a membránpotenciált a kálium egyensúlyi értékénél kevésbé negatív irányba tolja. – Obwohl die Natriumpermeabilität im Ruhezustand niedrig ist, strömt fortwährend eine geringe Natriummenge ein, wodurch das Membranpotential gegenüber dem Kaliumgleichgewichtswert in eine weniger negative Richtung verschoben wird.

15. A kloridionok hozzájárulása sejttípusonként eltérő, mivel eloszlásukat részben passzív egyensúly, részben pedig különböző kloridtranszporterek szabályozzák. – Der Beitrag der Chloridionen unterscheidet sich je nach Zelltyp, da ihre Verteilung teilweise durch ein passives Gleichgewicht und teilweise durch verschiedene Chloridtransporter reguliert wird.

16. A tényleges nyugalmi potenciál ezért nem egyezik pontosan a kálium egyensúlyi potenciáljával, hanem a kálium-, nátrium- és kloridvezetőképesség együttes eredője. – Das tatsächliche Ruhepotential entspricht daher nicht genau dem Kaliumgleichgewichtspotential, sondern ist das gemeinsame Ergebnis der Kalium-, Natrium- und Chloridleitfähigkeit.

17. Emellett a nátrium-kálium-pumpa közvetlenül is kissé negatívabbá teszi a sejtbelsőt, mivel ciklusonként három pozitív töltést juttat ki, miközben csak kettőt szállít vissza. – Zusätzlich macht die Natrium-Kalium-Pumpe das Zellinnere unmittelbar etwas negativer, da sie pro Zyklus drei positive Ladungen hinausbefördert, während sie nur zwei zurücktransportiert.