Natur der Sekretionspotentiale
Jede Erregung von Sekretionszellen ist untrennbar mit einer Ladungsänderung an ihrer Membran verbunden. Die dabei entstehenden Sekretionspotentiale sind nicht für alle Typen von Drüsengewebe völlig identisch.
Je nach Zelltyp kann sich das Membranpotential auf zwei entgegengesetzte Weisen verändern:
- Depolarisation — Verringerung des Membranpolarisationsgrads (typisch für eine Zellgruppe).
- Hyperpolarisation — Erhöhung der Ladung an der Membran (wird bei anderen Zelltypen beobachtet).
Beide Varianten der Membranpotentialänderung dienen einem gemeinsamen Zweck — der Auslösung einer Kaskade von Reaktionen, die zur Freisetzung des synthetisierten Produkts führen.
Intrazelluläres elektrisches Feld
Ein Schlüsselfaktor für den intrazellulären Transport ist die räumliche Ladungsasymmetrie. Die Basalmembran (Zellbasis) und die apikale Membran (Zellscheitel) weisen unterschiedliche Polarisationsgrade auf.
Dieser Unterschied erzeugt ein eigenes elektrisches Feld innerhalb der Zelle. Dessen Hauptmerkmale sind:
- Im Ruhezustand erzeugt die Potentialdifferenz zwischen den Polen ein Feld mit einer Spannung von 20–30 mV.
- Im Moment der Zellerregung verdoppelt sich die Spannung dieses elektrischen Feldes (erreicht 40–60 mV).
Die Funktion des elektrischen Feldes besteht darin, einen gerichteten Transport zu gewährleisten. Die erhöhte Spannung trägt dazu bei, dass reife Sekretgranula eine aktive Bewegung beginnen. Sie bewegen sich zum apikalen Pol der Zelle, wo sie in direkte Wechselwirkung mit der Zellmembran für die anschließende Ausschleusung treten.
Wege der Sekretabgabe
Nachdem das elektrische Feld die reifen Granula zur apikalen Membran transportiert und deren Wechselwirkung sichergestellt hat, findet die finale Etappe statt — die Abgabe der Substanz nach außen.
Gemäß den physiologischen Mechanismen kann die Sekretabgabe auf zwei Hauptwegen erfolgen:
- Diffusion — passives Eindringen von Sekretmolekülen durch die Membran.
- Exozytose — aktiver Prozess der Fusion von Sekretgranula mit der Zellmembran und Ausstoß ihres Inhalts in den extrazellulären Raum.
Um sich den Transportmechanismus zu merken, stellen Sie sich einen Magneten vor: Der Ladungsunterschied an den Polen (basal und apikal) erzeugt ein Feld (20–30 mV), das die Granula zum «Ausgang» (apikale Membran) zieht, und bei Erregung wird dieser Magnet doppelt so stark.
Fragen aus Vorlesungen und Prüfungen
Wie verändern sich das Membranpotential bei Erregung einer sekretorischen Zelle?
Je nach Typ der sekretorischen Zelle entsteht ein Sekretionspotential, das sich entweder als Depolarisation oder als Hyperpolarisation der Membran äußert.
Warum entsteht innerhalb einer Sekretionszelle ein elektrisches Feld?
Das elektrische Feld entsteht dadurch, dass die Basal- und die apikale Membran der Zelle einen unterschiedlichen Polarisationsgrad aufweisen. In Ruhe erzeugt dies eine Spannung von 20–30 mV.
Was ist die Hauptfunktion des elektrischen Feldes in der Sekretionszelle?
Es gewährleistet die zielgerichtete Verschiebung reifer Sekretgranula zum apikalen Pol der Zelle und fördert zudem deren Wechselwirkung mit der Membran für die Freisetzung nach außen.
Wie verändert sich die Spannung des intrazellulären Feldes bei Aktivierung der Zelle?
Bei Erregung der Sekretionszelle verdoppelt sich die ursprüngliche Spannung des elektrischen Feldes (20–30 mV).
Was es zum Thema noch zu wiederholen gibt
- Mechanismen der Depolarisation und Hyperpolarisation in verschiedenen Drüsenzelltypen
- Molekulare Grundlagen der Wechselwirkung von Sekretgranula mit der apikalen Membran
- Vergleichende Charakteristik von Exozytose und Diffusion bei der Sekretabgabe
- Einfluss des verdoppelten elektrischen Feldes auf die Transportgeschwindigkeit der Granula
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