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Patch-Clamp Methode

Motorische Endplatte
Experimentelles Arbeiten in der Neurobiologie

Die Patch-Clamp-Methode wird in der Elektrophysiologie zur Darstellung und Messung von gerichteten Strömen durch einzelne Ionenkanäle der Zellmembran verwendet. Einsatzgebiete sind z.B. die Messung des Einflusses von verschiedenen Substanzen auf das Aktionspotential an Nervenzellen, auf das Membranpotential aller Zellen oder auf die Signalübertragung zwischen Zellen.

  • Patch (engl. Flicken) = Ein kleiner Abschnitt der Membran wird mit einer Pipette leicht angesaugt.
  • Clamp (engl. befestigen) = Membran wird während der Messung festgehalten.

Es gibt verschiedene Varianten der Durchführung, manchmal wird ein Teil der Membran ausgeschnitten oder die Gesamtheit der Zelle wird als funktionelle Einheit gemessen. Für die Methode wurde 1991 der Nobelpreis verliehen.

Merke

Patch-Clamp: Methode zur Messung der Ströme/Ionenbewegungen durch einzelne Ionenkanäle der Zellmembran

Prinzip der Methode – Biophysik

Über jeder Zellmembran liegt ein bestimmtes Membranpotential, das durch die unterschiedliche Ladungsträgerverteilung (= Spannung) und durch die Semipermeabilität der Membran (= elektrischer Widerstand) erzeugt wird.

Dies ist eine der Grundeigenschaften der Biomembran. Dieser physiologische Zustand kann gemessen werden.

Verändern sich die Bedingungen, die Durchlässigkeit oder andere Parameter, können Ionen von intra- nach extrazellulär und umgekehrt fließen, es kommt zur Änderung des Membranpotentials. Dieser Ladungsträgerfluss kann als Strom gemessen werden.

Merke

Das gesamte Prinzip folgt dem Ohmschen Gesetz: U = R x I

Durch diesen physikalischen Zusammenhang in der Elektrizität können verschiedene Parameter konstant gehalten und andere wiederum gemessen werden; Einflüsse von Substanzen auf die Membran können registriert und interpretiert werden. Diese Gegebenheiten werden in der Forschung häufig genutzt.

Wie wird die Patch-Clamp-Methode durchgeführt?

Eine Messpipette wird auf die Membranoberfläche aufgesetzt und die Membran mittels Unterdruck leicht angesaugt; manchmal wird die Zellmembran perforiert, manchmal nicht. Nun kann das Membranpotential im physiologischen Zustand gemessen werden. Die Darstellung erfolgt über einen Verstärker auf einem Oszilloskop. Zu Untersuchung einer Substanz A auf das Membranpotential kann nun eine bestimmte Konzentration davon zugegeben und die Veränderung des Potentials auf dem Oszilloskop angezeigt werden.

Lückentext
Bitte die Lücken im Text sinnvoll ausfüllen.
  • Patch (engl. Flicken) = Ein kleiner Abschnitt der Membran wird mit einer Pipette leicht angesaugt.
  • Clamp (engl. ) = Membran wird während der Messung festgehalten.
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Hinweis:

Bitte füllen Sie alle Lücken im Text aus. Möglicherweise sind mehrere Lösungen für eine Lücke möglich. In diesem Fall tragen Sie bitte nur eine Lösung ein.

Bild von Autor Dr. Martina Henn-Sax

Autor: Dr. Martina Henn-Sax

Dieses Dokument Patch-Clamp Methode ist Teil eines interaktiven Online-Kurses zum Thema Neurobiologie.

Dr. Martina Henn-Sax verfügt über langjährige Erfahrung auf diesem Themengebiet.
Vorstellung des Online-Kurses NeurobiologieNeurobiologie
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Neurobiologie

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    • Einleitung zu Neurobiologie - allgemein
    • Neurobio - Niedersachsen KC
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    • Ionen und Erregungsleitung
      • Einleitung zu Ionen und Erregungsleitung
      • Das Ruhepotential
      • Das Aktionspotential
        • Einleitung zu Das Aktionspotential
        • Refraktärzeit
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      • Rezeptoren und Neurotransmitter in Nervensystem
      • Informationsverarbeitung I: Art des postsynaptischen Potentials
        • Einleitung zu Informationsverarbeitung I: Art des postsynaptischen Potentials
        • Informationsverarbeitung II: räumliche und zeitliche Summation und präsynaptische Hemmung
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