Повторение ионный канал Кривая IV Использование частотных составляющих

Есть технические препятствия, которые в настоящее время предотвратить исследователей из измерения различных типов ионных каналов одновременно с намерением последующего определения того, сколько тока должны быть отнесены к каждому каналу типа. Из-за этого ограничения, ионные каналы обычно изучаются по отдельности, используя методы, такие как напряжение, ток, и потенциал действия зажима. ¹ Для изучения отдельных типов каналов, гетерологичных выражение системы часто используются. ² При работе с клетки, выделенные из тканей, таких как кардиомиоциты , другие средства должны быть использованы для блокирования различных ионных каналов. Например, натриевые каналы могут быть инактивируется медленным деполяризующего напряжения рампы, ³ внутрь исправления калиевых каналов может быть заблокирован с внеклеточной BaCl2, ⁴ и кальциевые каналы могут блокироваться по верапамил ^5.

Один метод, который частично преодолевает это ограничение для измерения тока потока по двум каналам одновременно типов, а затем повторите измерение после выборочной блокировки один канал типа с помощью соответствующего средства. Вычитание двух измерений могут быть использованы для оценки количества тока связано с каналом типа, который был заблокирован. ⁶ Тем не менее, Есть два основных ограничения для этой техники. Во-первых, химические вещества не были выявлены, которая может выборочно блокировать друг ионного канала, и некоторые широко используемые препараты неспецифического взаимодействия с другими типами каналов. ^5,7 Во-вторых, она не может быть определена по этой технике ли один канал модулируется другим канала. Например, гетерогенный выражение NaV 1,5 и 2,1 Кир был показан в желудочки морских свиней, и было высказано предположение, что синергетический связь существует между двумя каналами, например, что более высокие Кир 2,1 выражение в правый желудочек угнетает проводимость скорости. ⁸ настоящее , это не может быть проверена.

В этом исследовании мы предполагаем, что импедансной спектроскопии может быть полезным инструментом для изучения нескольких типов ионных каналов измеряются одновременно. Хотя метод, представленный никогда не была использована, чтобы выделять течения из двух типов каналов измеряются одновременно, импедансной спектроскопии был использован для исследования и ряд других аспектов функции ионного канала. Гудман и искусства показали использовании черепахи слуховые волосковые клетки, что нынешние протоколы зажим может быть изменен, чтобы настроить ячейку на разные частоты, и колебания в трансмембранного потенциала связано с взаимодействием между внутренним исправления K ⁺ каналов и Са ^{2 +} канал. ⁹ Хана и Фрейзер показали, что сопротивление может быть измерена в одной ячейке в широком диапазоне частот (100 Гц до 5 МГц), а также увеличение сопротивления наблюдается при K ⁺ или Са ^{2 +} каналы были заблокированы, могут быть простыми средствами обнаружить канал блока в высоких экраны наркотиков пропускную ^10. Хаяси и Фишман использовали комплексной проводимости для изучения кинетических свойств внутреннего исправления K ⁺ канала. ¹¹ Другие группы вставили одной частоты в напряжение протокол зажим различных типов каналов и показали, что наблюдается частотная согласился с ожидаемой реакции на некоторые частоты, но не другие. ^12,13 Millonas и Hanck предложил причине некоторые частоты не дали ожидаемую реакцию, является наличие нескольких констант скоростей в модели Маркова. ¹² Исследования, такие как эти, а также другие, показали, что Есть случаи, когда ионные токи измеряется от ионных каналов при использовании импедансной спектроскопии не согласны с теоретической АЧХ. Это не имеет значения в данном исследовании, потому что цель метода в данном исследовании является определение частот, которые коррелируют с амплитудой тока зависят от исходных предположений мембраны электрической цепи. Furtheremore, амплитуда тока рассчитывается по части записи, которые не имеют никакого шума функции вставляются в них. Ряд других исследований также существующие модели многочисленных ионных каналов выставке многочисленных государств проводить и без проведения всех со своими константами скорости. ^14,15,16 Томпсон и др. показали, что селективность фильтра канала КГГА имеет разные сайты связывания Na ^+, Li + и K ^+, и энергичная расходов на переезд из одного связывающего участка к другому, как ион проходит через избирательность фильтра является то, что делает канал преимущественно поведения ионов К ⁺ через ее поры. ¹⁷ В данной работе мы вставили диапазоне частот (шум функции) в напряжение протокол шаг и посмотрел на частоты, амплитуда которых сильно коррелируют с общей амплитудой тока. Так как сильное доказательство было представлено предлагая несколько констант скоростей играть роль в проводимости ионов через дифференциальноет каналов, внедрение частот, связанных с этими константами скорости может вызвать определенные частоты в резонанс или в значительной степени коррелирует с амплитудой тока, которые не имели бы. Техника показала в этом исследовании проводится на клеточную модель, которая является параллельной RC-цепь, которая обычно используется для проверки напряжения схемы зажим и приобретение оборудования. Не ожидается, что любой, кроме частот DC будет коррелировать с текущей величины, и это показано в наших данных. Также показано, что добавление шума функция не вызывает никаких частот высоко коррелирует с амплитудой тока. Эти два выводы имеют важное значение, потому что они показывают, что измерительное оборудование и шума функции сами по себе не вызывает никаких частот коррелирует с амплитудой тока. При дальнейших исследованиях производить измерения с использованием мембран содержащих ионные каналы, ожидается, что в зависимости от используемого канала, частоты, соответствующие константы скорости в фильтре избирательность или, возможно, пора будет влиять на частотную характеристику канала и повлиять на какие частоты имеют высокую или низкой корреляции с амплитудой тока.

Поскольку этот метод является новой техники для изучения ионных каналов, Есть ряд направлений будущих исследований могли бы следовать. Во-первых, техника должна быть использована для характеристики частотной характеристики конкретных изолированных каналов. Дополнительная работа также должна быть сделана для калибровки частоты амплитуды к текущей амплитуды. После нескольких каналов характеризуются индивидуально, несколько типов канал должен быть измерены одновременно. Метод может быть также адаптирован для использования в потенциал действия зажим, токовые клещи, и полевые исследования стимуляции. Хотя это и новая техника, это показывает, что может быть мощным способом сделать электрофизиологических измерений, которые ранее были невозможны и дать ценную-новому взглянуть на физиологической роли ионных каналов.