Fragen zur Biochemie (Vormals: Fragen über Fragen...)

[Junior]

Hallo zusammen,
schreibe bald meine Biochemie-Klausur und gehe daher ein paar Altfragen durch... meine erste Frage wäre eher praktischer Natur:

Warum muss man Zellkulturen in 5% CO2 halten?

und...

Warum steigt die intrazelluläre Konzentration von Pi und Ca2+ bei Ischämie (sprich O2-Mangel)?

Dank im Vorraus!

[Bremer]

Der physiologische pH-Wert des Blutes wird durch die pH-Pufferung mit einem
Carbonat/Bicarbonat-System eingestellt. Diese erfordert einen hohen CO2-Partialdruck
(üblicherweise 5 %) in der überstehenden Gasphase, dessen Einstellung neben der
Praktikum Zellkultur: SS2007 Mag. Dr. Klaus Sommer
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Temperaturkontrolle (37°C) und der Wassersättigung (~96 % H2O) die Aufgabe des CO2-
Inkubators ist. Der ständigen Kontrolle des pH-Wertes dient der dem Medium zugesetzte
Indikator Phenolrot. Der jeweilige Farbzustand zeigt den pH-Wert des Mediums an:
Kirschrot = neutral, in Ordnung; gelb = sauer, Medium verbraucht; violett = basisch, zu
wenig CO2.

Copy & paste von: http://www.bphys.uni-linz.ac.at/bioph/teach/biophy/Skriptum_ZK_Pr_SS_07.pdf

Bei der zweiten Frage ersteinmal Deine eigenen Gedankengänge schreiben bitte, hier ist kein Hausaufgaben-Lösungs-Forum.

[Junior]

Bei der zweiten Frage vermute ich, dass es durch den ischämisch bedingten Sauerstoffmangel zu weniger Umsatz von Ca2+ und Pi kommt (Ca2+ ist bei der Isocitrat-DH und der Ketoglutarat-DH Aktivator). Wenn weniger Ca2+ verbraucht wird, ist die ATP-Synthese geringer, folglich steigt der Gehalt an inorganischem Phosphat. Könnte das der richtige Ansatz sein?

[zarathustra]

Übrigens kann man Zellkulturen auch mit anderen Puffersystemen wachsen lassen und kommt dann auch ohne CO₂ aus. Scheint aber nicht immer so gut zu funktionieren, so dass man lieber das physiologische Carbonat/Hydrogencarbonat-System verwendet.

Gruß,
Zara

Kann keiner Helfen?

[zarathustra]

Zitat von Junior

Bei der zweiten Frage vermute ich, dass es durch den ischämisch bedingten Sauerstoffmangel zu weniger Umsatz von Ca2+ und Pi kommt (Ca2+ ist bei der Isocitrat-DH und der Ketoglutarat-DH Aktivator). Wenn weniger Ca2+ verbraucht wird, ist die ATP-Synthese geringer, folglich steigt der Gehalt an inorganischem Phosphat. Könnte das der richtige Ansatz sein?

Erstmal finde ich die verringerte ATP-Synthese eine gute Idee. Damit würdest Du einen erhöhten Pegel an anorganischem Phosphat erklären können. Mit dem Calcium bin ich allerdings nicht ganz glücklich...

Ca²⁺ ist ja ein Botenstoff in verschiedenen Prozessen, allerdings wird Ca²⁺ dabei ja nicht "verbraucht". Wenn Du ein Signal hast, wird Ca²⁺ von Außen in die Zelle gelassen und aus inneren Speichern (v.a. Sarcoplasmatisches Retikulum) freigesetzt. Nach erfolgtem Signal wird das Calcium wieder raus- bzw. in die internen Speicher gepumpt. Nur durch diese Prozesse ist die intrazelluläre Ca²⁺-Konzentration so gering.

Du hast selber angenommen, dass die ATP-Synthese, die ja O2-abhängig ist, bei Ischämie reduziert ist. Dadurch wird zwar ATP verbraucht, nicht aber in der nötigen Menge nachproduziert. Also hast Du nicht nur eine Erhöhung von anorganischem Phosphat, sondern auch eine Störung von ATP-abhängigen Vorgängen. Auch wenn ich nicht weiß, welche Transporter das freie Ca²⁺ aus der Zelle entfernen, würde ich wetten, dass sie ATP benötigen.

Das wäre jetzt mal eine etwas gewagte Theorie, da bei Ischämie sicher noch ganz andere Prozesse eine Rolle spielen. So habe ich z.B. keine Ahnung, was alles über den Hypoxia-induced factor an Proteinsynthese aktiviert wird und ob diese vielleicht ebenfalls ATP-abhängig sind...