03 - zelluläre Eletrophysiologie

• Herzmuskelzelle hat Plateauphase bei der sich depolarisiernde und repolarisierende Ströme fast die Waage halten -> viel längere Repolarisationsphase -> AP und Größenordnungen größer (x20)

• lineare Näherung

• Rm = konstant

• hoch vier weil 4 Gates -> Gesamt-WK für Kanal

• Offen-WK steigt ab größer -60mV

• m x m x m x h

• steady state Offen-WK in sehr kleinem Bereich

• dynamisch öffnen -> von negativen Vm zu positiven Vm (wie bei Aktionspotential)

• dann ergibt sich durch zeitliche Differenz des Öffnen/Schließens von m und h Gates ein größeres Zeitfenster

  
  

• Gk Peak leicht verschoben zu Vm Peak, ist eine Konseuquenz auf Peak und reagier leicht verzögert

• relative Refraktarität = Zeitraum, in dem h-Gates weder ganz geschlossen noch vollständig geöffnet sind (gelbe Kurve steigt an)

• dann weniger Na-Strom steht nächsten AP zu Verfügung -> niedrige Amplitude und kürzere Dauer

• für spezifischen Ionentyp -> Nernst-Gleichung

• Erweiterung für mehrere Ionentypen -> Goldman-Hodgkin-Katz Gleichung

• gewichtete Summe: Gewicht ist die Permeabilität der Membran für die jeweilige Ionensorte

• Calcium Konzentration ist so gering, dass sie in der Summe nicht ins gewicht fällt -> weggelassen

für Voltage Clamp Zelle fallen alle Terme mit zeitlicher Änderung weg

• analytisch:

  z.B. bei Voltage Clamp Verfahren, da Koeffizienten konstant (alpha und beta konstant beim Transmembranspannung konstant)

• numerisch:

  Euler-ein-Schritt-Verfahren

  Runge-Kutta

• Vorwärtsdifferenz

• Schrittweite h bestimmen (Δx)

• Funktionswert yi+1 bestimmen, gegeben xi+1, Schrittweite h und Funktionswert fi

• Verwendung von sehr kleinen Schrittweiten (aufgrund des Tangentenfehlers)

• k1: wie Ein-Schritt-Euler

• k2: Verwendung von k1 und halber Schrittweite

• Vn+1 = Vn + k2

• APD = AP-Dauer

• DI = diastolischer Intervall

• Restitution = Abhängigkeit der APD vom DI