Aufgabe Vorschlag B - Aufgabe 5 · Abitur Hessen Biologie LK 2022

Material 5

Prüfung von Maßnahmen gegen die Wirkung von ExTxA

Als mögliche Maßnahmen gegen die Wirkung von ExTxA wurden ausführliches Waschen und die Substanz Tetrodotoxin (TTX) getestet.

TTX ist eines der stärksten bekannten Gifte. Es kommt u. a. in Kugelfischen, wie z. B. dem in Japan als Delikatesse geltenden Fugu, vor. Beim Menschen bewirkt TTX abhängig von der Dosis Wahrnehmungs- und Koordinationsstörungen sowie Lähmungserscheinungen. Bereits eine Dosis von 0,5 bis 1 mg führt zum Tod durch Atemlähmung. TTX kann durch den Verdauungstrakt, über die Haut oder die Lunge aufgenommen werden. TTX ist kein Protein, es hat eine völlig andere Struktur als ExTxA.

Um die Wirkung der möglichen Gegenmaßnahmen zu prüfen, wurde der Natrium-Ioneneinstrom an sensorischen Neuronen der Schmerzbahn in weiteren Experimenten mit der in Material 4 beschriebenen Versuchstechnik untersucht. Ausgehend von einem Membranpotenzial von −80 mV wurde die Membran für 100 ms auf −10 mV depolarisiert. Dieses Vorgehen wurde alle 30 s wiederholt. Der Verlauf des dadurch hervorgerufenen Natrium-Ioneneinstroms wurde gemessen. Abbildung 5.1 zeigt jeweils den Natrium-Ioneneinstrom 40 ms nach dem Beginn der Depolarisation.

Die Neuronen wurden zunächst in einer Lösung ohne ExTxA untersucht. Nach einigen Minuten wurde ExTxA (Konzentration 1 µmol/l) hinzugegeben. In regelmäßigen Zeitabständen wurde frische Lösung ohne ExTxA hinzugegeben (= „waschen“).

Nach 70 Einzelmessungen wurde zu den Neuronen eine Lösung mit TTX (Konzentration 1 µmol/l) hinzugegeben.

Abbildung 5.2 zeigt ein Modell der Wirkung von TTX auf spannungsabhängige Natrium-Ionenkanäle.

5 Deuten Sie die in Abbildung 5.1 dargestellten Versuchsergebnisse im Zusammenhang mit Abbildung 5.2. (Material 4 und 5) [6 BE]