Zellphysiologie

hallo experten!

habe einige wichtige fragen zum thema zellphysiologie:

  1. welches modell wie die zelle wasser speichert ist besser belegt/
    beliebter/„besser“? das modell in dem wasser sich einfach in der
    zelle befindet oder das von ling und pollack in dem wasser
    „strukturiert“ wird und das zellinnere eher einem gel gleicht?

  2. kann eine zelle überleben wenn sie keine membran mehr hat bzw.
    diese beschädigt wurde?

  3. wie sieht es mit der „natrium-kalium-pumpe“ aus. hat man die
    inzwischen gefunden oder ist das immer noch ein rein theoretisches
    erklärungsmodell?

  4. wie sieht es allgemein mit rezeptoren und kanälen aus? wenn man
    all die substanzen ansieht die eine zelle so verarbeiten kann dann
    dürfte doch auf der oberfläche fast kein freier platz mehr sein?

für „zeitgemässe“ links oder infos bin ich dankbar.

tschüss

matthias

Hi,

ich versuch mich mal dran…

hallo experten!

habe einige wichtige fragen zum thema zellphysiologie:

  1. welches modell wie die zelle wasser speichert ist besser
    belegt/
    beliebter/„besser“? das modell in dem wasser sich einfach in
    der
    zelle befindet oder das von ling und pollack in dem wasser
    „strukturiert“ wird und das zellinnere eher einem gel gleicht?

Das Gel ist „beliebter“. Im Cytoplasma ist so viel Zeugs gelöst, besonders auch Proteine, dass hier kein Wasser im eigentlichen Sinn drin ist.

  1. kann eine zelle überleben wenn sie keine membran mehr hat
    bzw.
    diese beschädigt wurde?

Nein, weil es dann keine Zelle sondern eine Pfütze ist. Und eine Pfütze ist in einem Eimer Wasser nicht lebensfähig :smile: Also das Grundprinzip Zelle und deren Funktionen beruhen einfach auf dem Vorhandensein einer Membran.

  1. wie sieht es mit der „natrium-kalium-pumpe“ aus. hat man
    die
    inzwischen gefunden oder ist das immer noch ein rein
    theoretisches
    erklärungsmodell?

Meines Wissens nach ist die schon länger kein Erklärungsmodell mehr. Google einfach mal ein bisschen nach Zellbio etc.

  1. wie sieht es allgemein mit rezeptoren und kanälen aus? wenn
    man
    all die substanzen ansieht die eine zelle so verarbeiten kann
    dann
    dürfte doch auf der oberfläche fast kein freier platz mehr
    sein?

Nun, in der Tat ist die Oberfläche ohnehin kein freier Platz. Sie ist übersäht mit Rezeptoren, Membranproteinen, „Zuckermantel“ also Proteine mit Zuckerresten. Andererseits bedeutet nicht jedes verwertbare Material für die Zelle auch einen eigenen Rezeptor. Es gibt ja durchaus auch allgemeinere Methoden wie diverse Phagocytosemechanismen ohne superspezielle Rezeptoren.

für „zeitgemässe“ links oder infos bin ich dankbar.

Google, damit kommt man immer weiter…

JD

Hallo Matthias,

Gel. Es gibt fast kein „freies“ Wasser in der Zelle, die allermeisten Wassermoleküle sind beteiligt an Hydratationshüllen.

Ein Haufen Proteine und DNA ohne Membran ist keine Zelle.
Kleine Shäden an der Membran können von Zellen oft repariert werden. Schafft sie das nicht, stribt sie.

ich weiß nicht so genau, was du meinst, aber guckst du hier:
http://skirball.med.nyu.edu/~stokes/ms/Rice-2001-BJ-…

Tatsächlich ist eine biologische Membran eher zu verstehen als ein dichtes Netzwerk von Proteinen, dessen Lücken mit Lipiden gefüllt sind.

ALLE möglichen vershiedenen Rezeptoren müssen nichtmal Platz haben auf der Zelloberfläche; Jeder Zelltyp hat je nach aktuellen Anforderungen nur eine Auswahl vierschiedener Rezeptortypen.

für „zeitgemässe“ links oder infos bin ich dankbar.

Google ist siecher eine Quelle; wenn du des Englischen mächtig bist ist hier eine Suchmaschine speziell für biologische und medizinische Wissenschaftliche Literatur:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov./PubMed/

Da kannst du ja zB. mal nach „Na,K-ATPAse“ suchen.

Gruß
Jochen

hallo!

widersprechen sich denn dann die aussagen nicht ein bisschen? wenn
das innere ein gel ist dann läuft eben die zelle nicht aus-das ist ja
der trick dabei. dann dürfte doch die membran deutlich weniger
wichtig sein als bisher angenommen?

und googeln ist in so einem fall weniger hilfreich weil ich hier
absolute experten suche die ich dann mit weiteren fragen bombardieren
kann. :wink:))

tschüss

matthias

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

Hallo Matthias,

widersprechen sich denn dann die aussagen nicht ein bisschen?
wenn
das innere ein gel ist dann läuft eben die zelle nicht aus-das
ist ja
der trick dabei. dann dürfte doch die membran deutlich weniger
wichtig sein als bisher angenommen?

wenn Du bei Gel nur an Sachen wie Götterspeise oder Aspik denkst, dann ist das nur zum Teil richtig.
Ein Gel kann auch eine etwas angedickte Flüssigkeit sein, die aber durchaus noch fließfähig ist. Tapetenkleister ist da ein Beispiel.

Gandalf

hallo!

auch hier wieder die frage: wenn es ein gel ist dann kann die membran
doch nicht so wichtig sein, d.h. die zelle müsste in der lage sein
auch ohne teile der membran zu überleben.
einer schätzung nach sind zu jedem beliebigen zeitpunkt 20% unserer
muskelzellen beschädigt (durch mechanische) einwirkung-und trotzdem
kommen wir gut zurecht.

ich weiß nicht so genau, was du meinst, aber guckst du hier:
http://skirball.med.nyu.edu/~stokes/ms/Rice-2001-BJ-…

ich hab den artikel schnell mal überflogen. was mich genauer
interessiert ist: ist es für die zelle nicht eine unglaubliche
energieverschwendung ständig pumpen zu müssen? angeblich sollen
aktionspotentiale auch auslösbar sein wenn man die verteilung der
ionen drastisch verändert, d.h. natrium z.b. komplett entfernt.
hat man diese „pumpe“ (und viele andere) wirklich eindeutig
nachweisen können oder hat man nur effekte beobachtet die man sich
mit dem theoretischen modell einer pumpe erklärt?

Google ist siecher eine Quelle; wenn du des Englischen mächtig
bist ist hier eine Suchmaschine speziell für biologische und
medizinische Wissenschaftliche Literatur:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov./PubMed/

ich hab die medline als startseite in meinem browser-aber für diese
fragen (und noch einige mehr) möchte/brauche ich einen „lebenden“
experten. :wink:)))

tschüss

matthias

Hallo!

auch hier wieder die frage: wenn es ein gel ist dann kann die
membran
doch nicht so wichtig sein, d.h. die zelle müsste in der lage
sein
auch ohne teile der membran zu überleben.

Nein. Erstmal heißt Gel ja nicht, daß es nicht flüssig ist. Wichtiger aber ist, daß eine Zellmembran ein Ionengradient aufrechterhalten, der letzlich das Ruhepotential darstellt und für die Funktion jeder Zelle (nicht nur von Neuronen) lebenswichtig ist (zB weil nur so sekundär aktive Transproter funktionieren können). Die Ionen sind auch in einem Gel sehr mobil!

einer schätzung nach sind zu jedem beliebigen zeitpunkt 20%
unserer
muskelzellen beschädigt (durch mechanische) einwirkung-und
trotzdem
kommen wir gut zurecht.

Was heißt beschädigt ? Große Membranschäden oder (was ich eher glaube) Brüche/Risse der Actin/Myosin-Filamente? - da kommen die Muskelfasern (was übrigends keine Zellen mehr sind, sondern Syncycien) locker mit klar.

ich weiß nicht so genau, was du meinst, aber guckst du hier:
http://skirball.med.nyu.edu/~stokes/ms/Rice-2001-BJ-…

ich hab den artikel schnell mal überflogen. was mich genauer
interessiert ist: ist es für die zelle nicht eine unglaubliche
energieverschwendung ständig pumpen zu müssen?

Ja und nein. Also ja: es ist „eine unglaubliche energieverschwendung ständig pumpen zu müssen“ und nein: Es wird nicht so viel gepumpt.
Wenn eine Zelle nicht gereitzt wird, muß sie nur die geringen Leckströme ausgleichen. Das braucht gar nicht so viel Energie.

hat man diese „pumpe“ (und viele andere) wirklich eindeutig
nachweisen können oder hat man nur effekte beobachtet die man
sich mit dem theoretischen modell einer pumpe erklärt?

Die Nachweise sind schon eindeutig. Man kann sie durch ganz spezifische Gifte blockieren und sehen was passiert. Man kennt (s. Artikel) die genaue Struktur, man hat die Moleküle sogar schon in Aktion beobachtet. Es gibt für manche Pumpen schon direkte Messungen für die Pump-Kräfte (oder Drehmomente, zB bei der F0F1-ATPase). Durch Patch-Clamp-Techniken kann man die Ströme, verursacht durch EINZELNE Ionen, durch EINZELNE Kanäle messen. Man kann messen, wieviele Ionen gemeinsam und wie schnell sie den Kanal passieren und vieviel APT sie dabei verbrauchen usw. Man hat Kanäle gentechnisch verändert und stellt fest, daß die sich verhalten wie erwartet (also daß unser Modell über ihre Funktionsweise soweit stimmt). Beispiel: Wenn man eine geladene Aminosäure im Kanaldurchgang entfernt, verliert der Kanal seine Selektivität für Kationen und läßt dann auch Anionen durch usw.

Woher kommen deine Zweifel? Transportvorgänge an Membranen sind ein sehr, sehr fundamentaler biologischer Vorgang. Wir müssen diese Vorgänge verstehen, um überhaupt die Physiologie verstehen zu können -von der Zell- über die Elektro- und Neurophysologie bis zu Verdauungs- und Sekretionsvorgängen. Mithin beschäftigen sich die Biologen und Mediziner damit schon seit Anbeginn der Zellbiologie und man versucht den Vorgängen an den Membranen nachzugehen mit Mitteln der Physik, Mikroskopie, Elektrophysiologie, Biochemie, Molekularbiologie, und Genetik. Wer auch immer hier etwas handfestes findet, was den jetzigen Modellen in irgendeiner Form widerspricht, ist schon ein Nobelpreisanwärter.

Gruß
Jochen

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Hi,

ich verlager mich jetzt mal aufs „Bildlich“ Sprechen :smile:

hallo!

widersprechen sich denn dann die aussagen nicht ein bisschen?
wenn
das innere ein gel ist dann läuft eben die zelle nicht aus-das
ist ja
der trick dabei.

Stell Dir das Ganze von der Konsistenz vielleicht wie eine der lustigen Badezusatzkugeln vor. Geh damit ins Wasser und verletzte die Hülle. Schwupps, der ganze Kleister darin geht im Badewasser in Lösung.

dann dürfte doch die membran deutlich weniger

wichtig sein als bisher angenommen?

Die Membranen, die äussere Zellmembran und die Membranen der Organellen und Vesikel im Inneren der Zelle, sind DIE Wichtigsten Eigenschaften einer Zelle. Alles ohne Membran ist in Lösung rumschwimmendes Zeug ohne Belang, oder eben Essen für andere :smile:

Stell Dir den Inhalt einer Autobatterie ohne das Drumherum vor… es ist Nichts. Es wäre eine Pfütze von Chemikalien.

Die ganze Energiegewinnung, zumindest bei Zellen mit Mitochondrien, beruht auf Gradienten an den Membranen.

und googeln ist in so einem fall weniger hilfreich weil ich
hier
absolute experten suche die ich dann mit weiteren fragen
bombardieren
kann. :wink:))

Höhö, dafür sollten die Fragen aber auch entsprechend qualifiziert sein ***GRINS*** Spass bei Seite, es wäre sicher eine gute Idee Dir ein Einführendes Buch über Zellbiologie zu besorgen (UB?) und Dir die entsprechenden Grundlagen zu erlesen.

Membranen sind einfach eine Grundbedingung für unser Leben :smile:

JD

hallo!

jetzt werden meine fragen so beantwortet wie ich das benötige.
meine zweifel kommen daher weil leute wie Pollack (Cells, Gels and
the Engines of Life http://www.amazon.com/exec/obidos/tg/detail/-/
0962689521/qid=1057336229/sr=1-1/ref=sr_1_1/102-3116748-
9790547?v=glance&s=books) eben ein zellmodell entwickelt haben bei
dem die membran „so gut wie keine rolle“ spielt und die eigenschaften
die der membran zugeordnet werden durch das zellinnere „übernommen“
werden.

da der mann nebenbei auch noch professor für zellforschung ist hab
ich mir gedacht dass da an dem „alten schulwissen“ eben so gut wie
nichts mehr stimmen kann.

es muss auch noch einen Dr. Ling geben der das gleiche schon seit den
50er jahren propagiert-allerdings scheint sein modell durch die
pumpen, etc. sehr stark in den hintergrund gedrängt worden zu sein.

aber wenn sich das mit dem gel schon „durchgesetzt“ hat bin ich ja
schon glücklich. :wink:))

tschüss und nochmal danke

matthias

hallo!

wieso aber gibt es dann untersuchungen bei denen die membran entfernt
wurde und die zelle konnte weiter funktionieren?
siehe die andere antwort oben für quellen, …

tschüss

matthias

Hallo!

jetzt werden meine fragen so beantwortet wie ich das benötige.
meine zweifel kommen daher weil leute wie Pollack (Cells, Gels

eben ein zellmodell entwickelt haben bei
dem die membran „so gut wie keine rolle“ spielt und die
eigenschaften die der membran zugeordnet werden durch das
zellinnere „übernommen“ werden.

Wie’s aussieht, ist Pollak Muskelphysiologe und Kardiologe. Dazu hat er ein paar Originalarbeiten geschrieben. Der Kerl scheint sich auch für die Konsistenz des Cytoplasmas zu interessieren, das spielt ja auch eine Rolle bei den physiologischen Prozessen, die er untersucht. Dazu hat er zwei Arbeiten publiziert:

The role of aqueous interfaces in the cell.
Adv Colloid Interface Sci. 2003 Apr 25;103(2):173-96. Review.

und

Is the cell a gel–and why does it matter?
Jpn J Physiol. 2001 Dec;51(6):649-60. Review.

beides sind Reviews, KEINE Originalarbeiten! Die Journäler sind ok aber nicht die allerbesten.

Interessanterweise hat er keine Arbeit, in dem er das Zellmodell ohne Membran vorstellt (vielleicht hab ich auch was übersehen). Wenn das wirklich - und wenn nur theoretisch - konsistent ist und funktioniert, dass wäre das doch guter Stoff, veröffentlicht zu werden und man sollte eigentlich mehr als nur eine Arbeit zu dem Thema finden. Da er aber sicher eine Menge Arbeit in dieses Modell gesteckt hat, will er es auch unter die Leute bringen und schreibt’s halt in einem Lehrbuch. Das ist jedoch keine Fachveröffentlichung und wird nicht von unabhängigen Experten geprüft.

Vielleicht hilft es dir aber, wenn du ihn mal direkt anschreibst. Hier ist seine Internet-Seite, wo du auch die e-mail Adresse findest:

http://depts.washington.edu/bioe/people/pollack.shtml

aber wenn sich das mit dem gel schon „durchgesetzt“ hat bin
ich ja schon glücklich. :wink:))

Das Schreibt er sogar selbst, schon im Abstract von
Is the cell a gel–and why does it matter?

Gruß
Jochen

hallo!

er stützt sein buch hauptsächlich auf die arbeiten von vielen
anderen-eben z.b. dieses dr. ling.
die membran ist ja auch nicht absolut unnötig-aber die zelle kann
sehr gut ohne teile davon auskommen und funktioniert trotzdem wie
normal. ich kann mal die entsprechenden referenzen raussuchen.

er will ja die ganze sache nicht unbedingt von grund auf neu erfinden
sondern eher die hauptfunktionen dem zellinneren zuordnen und die
membran als „assistenten“ ansehen.

tschüss

matthias

Huhu,

er will ja die ganze sache nicht unbedingt von grund auf neu
erfinden
sondern eher die hauptfunktionen dem zellinneren zuordnen und
die
membran als „assistenten“ ansehen.

Das ist immer so’n Problem mit den „Wertungen“, was ist mehr, was ist weniger wichtig…

Statt Haupt- und Nebenfunktion sollte man besser essentielle und nicht-essentielle Funktionen unterscheiden. Wobei man selbst da aufpassen muß, was man als essentiell bezeichnet. Ich würde alles darunter verstehen, was die Zelle braucht, um unter normalen physiologischen Bedingungen langfristig überleben zu können. Und da gehören sicher die allermeisten Komponenten der membran und des Zellinneren dazu.

Auch tschüss,
Jochen