Biomembranen
Wie Biomembranen aus Lipiden und Proteinen aufgebaut sind, welche Stoffe sie auf welchem Weg passieren lassen und wie aus ungleich verteilten Ionen elektrische Signale entstehen.
Jede Zelle und fast jedes Organell ist von einer Biomembran umgeben. Diese nur wenige Nanometer dünne Schicht trennt Reaktionsräume, hält Konzentrationsunterschiede aufrecht und bestimmt, was hinein- und hinausgelangt. Für die Pharmazie hat das direkte Folgen. Ob ein Arzneistoff aus dem Darm ins Blut gelangt, hängt davon ab, wie er Membranen überwindet. Viele Wirkstoffe greifen außerdem gezielt an Membranproteinen an, Lokalanästhetika etwa an Ionenkanälen der Nervenmembran.
Der Weg durch dieses Unterthema folgt einer einfachen Logik. Zuerst geht es um den Bau: Aus welchen Bausteinen besteht eine Membran, und warum ist sie zugleich stabil und beweglich? Daraus ergibt sich, welche Teilchen sie von selbst durchlässt und welche auf Kanäle, Carrier oder Pumpen angewiesen sind. Wo Ionen auf diese Weise ungleich verteilt werden, entsteht eine Spannung über der Membran. Nerven- und Muskelzellen nutzen genau diese Spannung, um Signale zu erzeugen und weiterzuleiten.
Die chemischen Grundlagen der Membranlipide stehen bei den Biomolekülen, die membranumhüllten Organellen im folgenden Unterthema. Wie Ruhe- und Aktionspotential im Nervensystem und am Herzen zusammenwirken, greift die Humanbiologie wieder auf.
Bau von Biomembranen
Biomembranen bestehen aus einer Lipiddoppelschicht mit eingelagerten Proteinen und Zuckerketten …
Aufbau und Aufgaben von BiomembranenWie Cholesterol, Kettenlänge und Doppelbindungen der Fettsäurereste sowie die Temperatur …
Cholesterol, Fettsäuren und MembranfluiditätPermeabilität und Transport
Welche Stoffe eine Lipiddoppelschicht ohne Hilfe passieren und wie Wasser …
Selektive Permeabilität, Wasser und OsmoseWie Ionenkanäle, Carrier und Aquaporine Stoffe passiv entlang ihres Gradienten …
Passiver Transport über Kanäle und CarrierWie Zellen Stoffe unter Energieverbrauch gegen ihren Gradienten pumpen: Ionen-ATPasen …
Primär und sekundär aktiver TransportMembranpotential
Wie ungleich verteilte Ionen und eine selektiv leitfähige Membran eine …
Ionenverteilung und RuhemembranpotentialWie spannungsgesteuerte Natrium- und Kaliumkanäle durch Öffnen und Schließen das …
Spannungsgesteuerte Kanäle und AktionspotentialWarum ein Neuron nach einem Aktionspotential kurz unerregbar ist, wie …
Refraktärzeit, Fortleitung und synaptische Potentiale