Facendo, test e l'utilizzo di microelettrodi selettivo di ioni potassio in fettine di tessuto del cervello adulto

Concentrazioni di ioni di potassio sono strettamente regolati nel cervello, e le loro fluttuazioni esercitano una potente influenza sul potenziale di membrana di riposo di tutte le cellule. Alla luce di questi contributi critici, un obiettivo importante di biologia è determinare i meccanismi biofisici e cellulari che vengono utilizzati per regolare strettamente la concentrazione di K⁺ nello spazio extracellulare in vari organi del corpo^{1 , 2}. un requisito importante in questi studi è la capacità di misurare le concentrazioni di K⁺ con precisione. Anche se molti componenti che contribuiscono all’omeostasi del potassio nel cervello negli stati sani e malati sono stati identificati^3,4,5, ulteriori progressi sono stato rallentato a causa della natura specialistica preparazione di microelettrodi selettiva dello ione per la misura di potassio. Microelettrodo sensori rappresentano il gold standard per la misurazione di K⁺ le concentrazioni in vitro, in fettine di tessuto e in vivo.

Approcci più recenti per K⁺ monitoraggio sono in fase di sviluppo mediante sensori ottici, tuttavia questi non rilevano un concentrazioni biologicamente rilevanti gamma di K⁺ o non siano stati completamente controllati nei sistemi biologici, anche se i risultati iniziali appaiono promettenti^6,7,8. Rispetto ai sensori ottici, microelettrodi sono fondamentalmente limitati ad un punto sorgente di ioni, anche se l’array di elettrodi potrebbe migliorare la risoluzione spaziale di⁹. Questo articolo si concentra sui sensori del microelettrodo singolo-canna per monitoraggio K⁺ dynamics.

In questo lavoro, segnaliamo procedure dettagliate graduale di rendere K⁺ microelettrodi selettivi, utilizzando un ionoforo potassio valinomicina-basato che permette altamente selettivo (10⁴ piega alla selettività Na⁺ K⁺ ) K⁺ movimento su membrane¹⁰. Un polipeptide natura, valinomicina agisce come un poro permeabile K⁺ e facilita il flusso di K⁺ giù di gradiente elettrochimico. Inoltre descriviamo come calibrare gli elettrodi, come memorizzare e utilizzarli e, infine, come distribuirle per misurare K⁺ concentrazione dinamica in fettine di cervello hippocampal acuta da topi adulti. L’uso di tali elettrodi insieme ai topi geneticamente modificati che non dispongono di canali ionici specifico proposti per regolare extracellulare K⁺ dinamica dovrebbe rivelare i meccanismi cellulari utilizzati dal sistema nervoso per controllare la concentrazione ambientale di K ⁺ nell’ambiente extracellulare.