@phdthesis{Ryser2000,
  author    = {Ryser, Christoph},
  title     = {Elektrophysiologische Untersuchungen an einzelligen marinen Riesenalgen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-1922},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2000},
  abstract  = {Die kombinierte Mikroperfusions-/Ladungspulstechnik an einzelligen marinen Riesenalgen erm{\"o}glicht die getrennte Darstellung der elektrischen Eigenschaften von Plasmalemma und Tonoplast durch gezielte Manipulation des vakuol{\"a}ren und externen Mediums. Dabei kann der f{\"u}r die Physiologie der Zellen wichtige hydrostatische Innendruck (Turgor) st{\"a}ndig kontrolliert werden. Die Applikation eines Ladungspulses resultierte bei Valonia utricularis und Ventricaria ventricosa in einer biphasischen Relaxation des Gesamt-membranpotentials, die durch die Summe zweier Exponentialfunktionen beschrieben werden konnte. Die Zeitkonstanten dieser beiden Relaxationen lagen dabei im Bereich von 0.1 ms und 1 ms (V. utricularis), bzw. 0.1 ms und 10 ms (V. ventricosa). Addition von Nystatin (einem membranimpermeablen und porenbildenden Antibiotikum) zu der vakuol{\"a}ren Perfusionsl{\"o}sung f{\"u}hrte bei beiden Spezies zu einem Verschwinden der langsamen Relaxation des Spektrums, w{\"a}hrend {\"u}ber das Badmedium (extern) dotiertes Nystatin die Zeitkonstante der schnellen Komponente dramatisch verringerte. Die jeweils andere Relaxation blieb dabei unbeeinflusst. Folglich muss die schnelle Relaxation den RC-Eigenschaften des Plasmalemmas und die langsame den Eigenschaften des Tonoplasten zugeordnet werden. Dies ist ein klarer Beweis f{\"u}r das sog. "Zwei-Membranen Modell". In {\"U}bereinstimmung damit beeinflussten externe Ionentauschexperimente sowie externe Zugabe von Kanal/Carrier-Inhibitoren wie TEA (Tetraethylammonium), Ba2+ und DIDS (4,4'-Diisothiocyanatostilben-2,2'-Disulfons{\"a}ure), nur die schnelle Relaxation des Ladungspulsspektrums, nicht aber die langsame. Dagegen hatte die Zugabe dieser Inhibitoren zu der vakuol{\"a}ren Perfusionsl{\"o}sung keinen signifikanten Einfluss auf das Relaxationspektrum der marinen Algen. Bei der Berechnung der passiven Membranparameter fiel eine ungew{\"o}hnlich hohe fl{\"a}chenspezifische Kapazit{\"a}t des Tonoplasten auf, die nach elektronenmikroskopischen Untersuchungen mit einer etwa 9-fachen Oberfl{\"a}chenvergr{\"o}ßerung erkl{\"a}rt werden konnte. Diese resultierte aus tubul{\"a}ren Ausst{\"u}lpungen des Tonoplasten, die in das Zytosol hineinreichen. Es konnte dar{\"u}ber hinaus gezeigt werden, dass - entgegen der Lehrmeinung - der Widerstand des Tonoplasten mariner Algen hoch ist (0.3 bis 1.1 Ohm m²) und somit Werte aufweist, die mit Messungen an Vakuolen h{\"o}herer Pflanzen vergleichbar sind. Dar{\"u}ber hinaus ergaben Nystatin-Experimente, dass das Zytoplasma von V. ventricosa stark negativ geladen ist (bis zu -70 mV). Neben vielen Gemeinsamkeiten existieren auch klare Unterschiede in der Physiologie dieser Algen. W{\"a}hrend bei V. ventricosa die Plasmalemmaleitf{\"a}higkeit durch Kalium dominiert wurde, war das Plasmalemma von V. utricularis deutlich permeabler f{\"u}r Chlorid als f{\"u}r Kalium. Variation des externen pH-Wertes wirkte sich nur bei V. utricularis, nicht aber bei V. ventricosa, im Relaxationsspektrum in einer drastischen Erh{\"o}hung der schnellen Zeitkonstante aus. F{\"u}r die Analyse turgorgesteuerter Membrantransportprozesse an marinen Algen bedeuten diese Arbeiten einen methodischen Durchbruch, so dass die vollst{\"a}ndige Aufkl{\"a}rung der biophysikalischen Prozesse, die mit der Turgorregulation assoziiert werden, unmittelbar bevorsteht.},
  subject      = {Algen},
  language  = {de}
}