Auflösung des schnellen Schaltens bei Patch-Clamp Untersuchungen

Kapitel 5: Veränderung des Schaltverhaltens beim Block durch Metallionen
5.2 Reduzierte scheinbare Leitfähigkeit bei der Cs + -Blockade des
K + -Kanals
Es gab bis zu den Messungen von Draber (1994) keine Möglichkeit, den schnellen
Übergang zwischen den leitfähigen und den durch Cs + blockierten Zuständen des Kanals
aufzulösen. Ältere Untersuchungen des Cs + -Blocks maßen die Cs + -bewirkte Reduzierung nur
an gemittelten Strömen (whole-cell-Messungen) und konnten deshalb die Funktion des
Blockes nicht darstellen (Tester, 1988). Klieber und Gradmann (1993) benutzten die Theorie
der Betaverteilung (Rießner, 1994; FitzHugh, 1983; Yellen, 1984), um aus der Verzerrung der
Amplitudenhistogramme die nicht aufgelösten kurzen Blockereignisse als Ursache für die
Abnahme des Einzelkanalstroms nachzuweisen. Alle diese Untersuchungen konnten die
Reduktion des Einzelkanalstroms durch schnelles Schalten zwischen dem blockierten und
unblockierten Zustand nicht abschließend beweisen.
Erst bei den Messungen von Draber und Hansen (1994) an Chara corallina in der
excised-patch Konfiguration (Abschnitt 2.2.1) wurde der Blockierungseffekt von Cs + im
Einzelkanalstrom von Kalium-Kanälen, welcher zu einer Abnahme des Einzelkanalstroms bei
einer Abtastrate von 5 kHz im negativen Membranspannungsbereich führte, mit einer
Abtastrate von 100 kHz nicht mehr beobachtet (Fig. 5.3). Der Anti-Aliasingfilter wurde auf 20
kHz erhöht, und es wurde auch ein Higher-Order-Hinkley-Detektor (HOHD) als
Sprungdetektor benutzt (Abschnitt 6.9.2, Schultze und Draber, 1993). Weiterhin wurde noch
eine neue missed-events Korrektur eingeführt (Draber und Schultze, 1994a).
Durch die bessere zeitliche Auflösung wurde beobachtet, daß der Einzelkanalstrom beim
Cs + -Block nicht abnimmt, sondern bei den niederfrequenten Messungen eine scheinbare
Einzelkanalstromreduktion nur durch einen Tiefpaßeffekt des Meßsystems vorgetäuscht
wurde. Bei schnellem Abtasten wurde bei dem Einzelkanalstrom kein Unterschied zwischen
dem blockierten und unblockierten Kanalzustand beobachtet (Fig. 5.3). Stattdessen zeigte sich
die Blockierung in einer Veränderung der meßbaren Ratenkonstanten.
Fig. 5.3: Strom-Spannungskurven erhalten vom K + -Kanal in Chara in Anwesenheit von Cs + . Es wurde
mit Abtastraten von 5 kHz oder 100 kHz gemessen (Draber und Hansen, 1994, Hansen et al. 1997).
Die Spannungsabhängigkeit der Übergangsratenkonstanten in und aus dem blockierten
Zustand konnte mit den folgenden Gleichungen genähert werden.
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