Метод фиксации напряжения

Рис. 5.8. Метод фиксации напряжения используется для регистрации ионных токов через мембрану клетки при постоянном мембранном потенциале с помощью обратной связи компенсируются изменения потенциала вследствие

Рис. 82. Устройство для заряжения границы раздела между двумя несмешивающимися растворами с помощью четырехэлектродной системы (метод фиксации напряжения).

Рис. 3.5. Результаты исследований мембранного тока методом фиксации напряжения

Механизм генерации потенциала действия был изучен Ходжкином и Хаксли с использованием метода фиксации напряжения (простой обзор см в 19.5]). Схема метода фиксации напряжения [c.352]

Метод фиксации напряжения дает возможность наблюдать, как мембранный потенциал контролирует открытие и закрытие ионных [c.299]

ПОЛЯ почти полностью объясняется коронным разрядом. Возможность использования метода измерения диэлектрических потерь для оценки напряженности, при которой появляется коронный разряд, уже отмечалась ранее. Хотя этот метод фиксации напряжений, соответствующих моменту образования короны, не является чувствительным, он дает возможность измерять потери энергии в короне до значительно более высоких уровней, чем это можно сделать большинством других известных способов. Его применение наиболее целесообразно при возникновении короны на всем образце, а не в [c.162]

Канал изображен в виде расположенной в мембране макромолекулы со сквозной полостью посередине. Часть молекулы, обращенная в наружный раствор, несет гликозидные группы. Представления о функциональных участках канала—селективном фильтре, воротах и сенсоре напряжения — основаны преимущественно на методе фиксации напряжения и дополнены данными структурных исследований [c.129]

Экспериментальные результаты, полученные методом фиксации напряжения, привели Ходжкина и Хаксли к формулировке следующего феноменологического описания динамики нервной мембраны. Для описания процесса активации калия они вводят [c.354]

Метод фиксации напряжения. Важные данные о природе биоэлектрических потенциалов можно получить в результате использования метода фиксации напряжения на плазматической мембране. Этот метод дает возможность подавлять развитие потенциалов действия и контролировать величину мембранного потенциала покоя. Для этого к двум электродам (внутри- или внеклеточным) присоединяют усилитель с обратной связью. Этот усилитель автоматически подает электрический ток, необходимый для смещения мембранного потенциала покоя на любой нужный в эксперименте уровень. В результате такого мгновенного изменения поляризации мембраны возникают ионные токи через мембрану. Так, если плазматическую мембрану деполяризовать до нуля, то возникающий при этом ток имеет три составляющие направленный наружу ток, обусловленный разрядкой мембранной емкости направленный внутрь ионный ток и направленный наружу ионный ток. [c.88]

И т. д. Теория Ходжкина и Хаксли основывается на раздельном измерении калиевого и натриевого токов. Для этого применяется метод фиксации напряжения (voltage lamp). Воспользуемся моделью, показанной на рис, 11.9. Замыкая мембрану металличе- [c.369]

Рис. 19-11. Метод фиксации напряжения, с помощью которого изучают поведение ионных каналов, измеряя ток, протекающий через плазматическую мембран , когда мембранный потенциал поддерживается на каком-либо постоянном уровне. Используются два внутриклеточных электрода - один для контроля мембранного потенциала, а другой для введения в клетку гока определенной величины. Ток, входящий в клетку через электрод, вытекает наружу через ионные каналы в плазматической мембране на рисунке эта цепь выделена цветом. До тех пор пока мембранный потенциал имеет постоянную величину, ток 1, входящий в аксон через электрод, полностью уравновешивается суммарным током, вытекающим из клетки через всю поверхность аксона (в противном случае общий заряд внутри клетки изменился бы, что привело бы к сдвигу мембранного потенциала). Мембранный потенциал можно изменять, уменьшая или увеличивая ток. вытекающий наружу. Электронное устройство, фиксирующее напряжение, следит за мембранным потенциалом V и регулирует величину тока ] гаким образом, чтобы поддерживать V на постоянном уровне любое небольшое отклонение от заданного значения Ус автоматически приводит к изменению величины тока, благодаря чему мембранный потенциал не отклоняется от фиксированного значения У= Ус. Для того чтобы выяснить, как изменяется поведение мембранных каналов с течением времени, нужно резко переключить потенциал с одного фиксированного уровня на другой и проследить за соответствующими токами с помощью осциллоскопа. Измеряя величину тока при разных концентрациях Ма и в среде, можно вычислить, какая часть трансмембранного тока переносится теми и другими ионами, и определить вклад в этот ток N -селективных и К - селективных каналов. Метод фиксации напряжения может быть приспособлен для анализа поведения отдельных молекул, образующих ионные каналы, которые находятся в маленьких участках мембраны, закрывающих отверстие микроэлектрода в этом случае методику называют методом пэтч-клампа .

По определению потенциал-зависимые каналы-это такие каналы, которые открываются и закрываются в ответ на изменение трансмембранного потенциала. Это наводит на мысль о каком-то простом механизме включения и выключения каналоа Но в случае натриевых каналов, ответствеиных за потенциал действия, этот механизм несколько сложнее, и существенную роль в нем играет временная задержка. Поведение канала можно исследовать с помощью описанного выше метода фиксации напряжения. Если мембранный потенциал поддерживать на уровне нормального потенциала покоя (примерно - 70 мВХ натриевый ток практически отсутствует это указывает на то, что почти все натриевые каналы закрыты. Если теперь резко сдвинуть мембранный потенциал в положительную сторону, скажем до О мВ, и удерживать клетку в таком деполяризованном состоянии, то потенциал-зависимые натриевые каналы откроются и ионы На потекут в клетку вниз по градиенту концентрации. Этот нат мевый ток достигнет максимума примерно через 0,5 мс после того, как установится новое значение потенциала. Однако уже спустя несколько миллисекунд ток падает почти до нуля, даже если мембрана остается деполяризованной (рис. 18-И). Значит, каналы открылись на какой-то момент и вновь закрылись. Закрывшись, каналы переходят в инактивированное состояние, которое явно отличается от их первоначального закрытого состояния, когда они еще были способны открыться в ответ на деполяризацию мембраны. Каналы остаются инактивированными до тех пор, пока мембранный потенциал не вернется к исходному отрицательному значению и не закончится восстановительный период длительностью в несколько миллисекунд. [c.81]

Метод фиксации напряжения дает возможность (при соответствующих подходах) разделять суммарный ток через мембрану на отдельные его компоненты. [c.88]

Продолжительность и направление потока ионов через мембрану нейрона и его разделение на а+- и К+-составляющпе могут регистрироваться методом фиксации напряжения — основным приемом электрофизиологии (рис. 5.8). На мембране с помощью специального электронного устройства поддерживает- [c.118]

Электровозбудимые мембраны играют первостепенную роль в изучении сложных неравновесных явлений, протекающих в биологических системах. Именно их сложность делала до последнего времени невозможным количественное описание большинства биологических систем. Нервные мембраны — одно из немногих исключений в биологии они были изучены количественно весьма подробно как в экспериментальном, так и в теоретическом плане. Одной из наиболее изученных систем является гигантский аксон кальмара. Диаметр его составляет приблизительно 500 мкм, что дает экспериментальные преимущества по сравнению с другими системами, поскольку в этот аксон гораздо легче вставить микроэлектроды, чтобы стимулировать или регистрировать его электроактивность. В понимании механизма действия электровозбудимых мембран большую роль сыграла работа Ходжкина и Хаксли [9.4] на гигантском аксоне кальмара, использовавшая метод фиксации напряжения (рис. 9.7 и 9.8). Они развили также успешное феноменологическое описание динамических свойств нервной мембраны, которое до сих пор занимает центральное место в электрофизиологии. [c.350]

Основная информация о природе токов, протекающих через мембрану, была получена с помощью четырехэлектродного нотенциостатического метода (рис. 82). В электрофизиологии, где этот метод был впервые применен, его принято называть методом фиксации напряжения. В основе метода лежит измерение токов, протекающих через мембрану, при постоянном мембранном потенциале. Это позволяет получить важную информацию о трансмембранных токах натрия, калия, кальция и других ионов. В настоящее время не вызывает сомнения существование в мембране специфических каналов переноса [c.237]

Несмотря на то что в настоящее время накоплен достаточно большой фактический материал, свидетельствующий о том, что ПД у высших растений — широко распространенная и важная функция, механизмы его генерации остаются слабо изученными. Данные о природе трансмембранных ионных токов или нетто-потоков (/ = сопровождающих ПД, получены преимущественно на гигантских клетках харовых водорослей и в гораздо меньшей степени — на клетках высших растений. Последние имеют сложную структуру проводящих возбуждение тканей и мелкие клетки, поэтому для них пока не осуществлены исследования ионных токов при возбуждении общепринятым в электрофизиологии методом фиксации напряжения. Основным приемом при изучении этого вопроса у высших растений является анализ ионных сдвигов, возникающих во время генерации и распространения ПД. [c.137]

Методы перфузии клеток. Применение вне-и внутриклеточных электродов и метода фиксации напряжения особенно целесообразно в исследованиях на перфу- [c.88]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология