Patchklem

Veel fundamentele celfuncties, zoals spiercontractie en zenuwtransmissie, zijn afhankelijk van de elektrische signalen die worden geproduceerd door de beweging van positief en negatief geladen ionen door het celmembraan. Een competente methode om de stroom te registreren die door de hele cel of een enkel ionkanaal vloeit, is de patch-clamp-techniek.

Bij deze methode wordt een glazen micropipet met elektrolytoplossing goed afgedicht tegen een klein deel van het celmembraan. Als gevolg hiervan wordt een stukje van het celmembraan elektrisch geïsoleerd, waardoor wordt verzekerd dat de ionen die door de kanalen bewegen alleen in de micropipet stromen. Verder verhindert deze strakke afdichting van het celmembraan dat ionen ontsnappen in de badoplossing waarin de cel is gesuspendeerd.

Verschillende patch-clamp-methoden:

Afhankelijk van de onderzoeksinteresse kunnen verschillende varianten van de patch-clamp-methode worden gebruikt voor het meten van de biofysische eigenschappen van de cel. Onderzoekers kunnen bijvoorbeeld de membraanspanning vastklemmen of regelen en de stroom meten die er doorheen gaat. Als alternatief kunnen ze de stroom vastklemmen en eventuele variaties in de membraanspanning meten.

In celgebonden modus blijft de membraanpleister die een enkele of enkele ionkanalen bevat intact. Als gevolg hiervan kan alleen de stroom die door de membraanpatch vloeit, worden gemeten. De methode met hele cellen omvat daarentegen verstoring van de membraanpleister door kortstondig sterke zuigkracht uit te oefenen. Bijgevolg wordt de binnenkant van de pipet continu met het cytoplasma. Deze modus maakt het meten van elektrische stroom en spanning van de gehele cel mogelijk.

Een andere patch-clamp-methode vereist een zachte terugtrekking van de bevestigde pipet. Als gevolg hiervan wordt de membraanpleister weggesneden zonder de strakke afdichting te beïnvloeden. In deze inside-out configuratie wordt het intracellulaire deel van het membraan blootgesteld aan de badoplossing, waardoor onderzoek mogelijk wordt naar intracellulaire factoren die de kanaalfuncties beïnvloeden.