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Membrankapazität

Englisch: membrane capacity

1 Definition

Als Membrankapazität, kurz Cm, bezeichnet man Fähigkeit einer Membran, Ladungen zu speichern. Sie wird normalerweise in μF/cm2 angegeben.

2 Physiologie

Die Zellmembran wird intra- und extrazellulär von gut leitenden Elektrolytlösungen umgeben. Daher kann die Lipiddoppelschicht der Zellmembran als Kondensator und dazwischenliegendes Dielektrikum aufgefasst werden. Es gilt analog zum Kondensator:

  • Q = C * U

mit Q = Ladungsmenge [C], C = Kapazität des Kondensators [F], U = Angelegte Spannung [V])

weiterhin gilt für C:

  • Cm = ɛ*A/d

mit Cm = Kapazität der Membran [F], ɛ = Dielektrizitätskonstante, A = Fläche [m²], d = Dicke [m]

Membrankapazität und Membranfläche verhalten sich direkt proportional. Je größer der Axondurchmesser einer Nervenzelle und damit die Oberfläche des Axons ist, desto größer ist die Membrankapazität der Nervenfaser.

Eine hohe Membrankapazität verbessert die Aufnahmebereitschaft für Ladungen. Da diese Ladungen nicht mehr für die Erregungsleitung zu Verfügung stehen, würde sich die Leitungsgeschwindigkeit dickerer Fasern verschlechtern. Das ist aber nicht der Fall, da dem zwei Effekte entgegenstehen:

  1. Membrankapazität und Membrandicke verhalten sich umgekehrt proportional. Wird die Membran durch die Ummantelung mit einer Myelinscheide dicker, sinkt die Membrankapazität und der Membranwiderstand steigt.
  2. Der Längswiderstand der Nervenfaser nimmt mit steigenden Durchmesser quadratisch ab.

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Fachgebiete: Physiologie

Diese Seite wurde zuletzt am 8. Juni 2020 um 13:11 Uhr bearbeitet.

Fixed
#3 vor 28 Tagen von Dr. Frank Antwerpes (Arzt | Ärztin)
Jim, wenn du ein Mann wärst, hättest du den Artikel überarbeitet und ihn für deine Kommilitonen besser gemacht.
#2 vor 28 Tagen von Dr. Frank Antwerpes (Arzt | Ärztin)
Hallo, Der Artikel ist ja ein riesen Käse. Mit d ist bei der Membrankapazität nicht die Dicke des AXONS gemeint (also des Axondurchmessers), sondern die DICKE DER TRENNSCHICHT , also im wesentlichen der MYELINSCHICHT beim myelinisierten Axon (und die 10 nm Dicke Lipiddoppelschicht beim unmyelisierten). Die Membrankapazität wird grösser wenn die Dicke der Myelinisierung gleich bleibt und das Axon dicker wird. Dies liegt daran dass das Axon einen kreisförmigen Umfang hat (2*pi*r) der von der Dicke abhängig ist. Richtig sieht das Ganze so aus: Sei C die Membrankapazität und seien K die Dielektrizitätskonstanten, 2*pi*r der Kreisumfang (rundes Axon angenommen) und L die Länge des Axons; d die Dicke der MYELINSCHICHT , dann gilt: C = (K * 2*pi*r*L)/d Unfassbar dass der Artikel fast 16k Aufrufe hat. Ihr habt wunderbar zur Verwirrung von fast 80 Studiengängen oder mehr geführt.
#1 vor 34 Tagen von Jim Knopp (Student/in der Humanmedizin)

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