Keynes R D, Rojas E
J Physiol. 1974 Jun;239(2):393-434. doi: 10.1113/jphysiol.1974.sp010575.
在乌贼巨轴突中,研究了在两个方向施加相等电压钳制脉冲后,跨膜位移电流早期时间进程中的不对称性。在进行测量之前,通过去除外部钠离子并用河豚毒素处理来阻断钠电流。钾电流通常通过用氟化铯灌注来阻断,但也有一些实验是在完整轴突上进行的。使用信号平均技术来消除膜电流的对称成分。
不对称电流有相当大的一部分归因于膜中移动电荷或偶极子的移动。这表现为膜去极化时向外电流迅速上升至峰值,然后指数下降至零,在脉冲结束时接着是具有相似时间进程的向内电流涌动。在脉冲期间也有持续的向外电流流动,这是由具有整流特性的离子泄漏引起的。
电荷转移总量在脉冲开始和结束时相等且相反,当内部电位达到足够正值时达到饱和,并且其大小不受温度影响,尽管其时间常数具有较大的温度系数,这些都证明了指数变化的电流成分与构成膜不可或缺部分的带电粒子的位移有关。
稳态下移动电荷的分布服从玻尔兹曼分布。在分布曲线的中点,对于19 mV的电位变化,位移电荷的比例经历e倍变化。因此,粒子的有效价,即它们的实际电荷乘以作用在它们上的电场分数,为1.3。
对于0.05平方厘米的膜,移动电荷总量估计约为1500×10⁻¹²库仑,相当于约1900个电荷/微米²。
以下发现支持了将这些移动电荷与负责控制钠电导的门控粒子相识别:(a) 它们的时间常数在绝对值以及对电位和温度的依赖性方面与霍奇金和赫胥黎的“m”系统相同;(b) 电荷在膜两侧均匀分布时的转变电位也与完整轴突中“m”系统的转变电位一致,并且通过降低内部离子强度或提高外部钙浓度,其值同样向正方向移动;(c) 一方面控制移动电荷稳态分布的曲线与另一方面控制钠电导的曲线陡度比较表明,涉及三个一组电荷的有效协同作用,这再次与“m”系统非常一致。
在5 - 8的外部pH范围内,移动电荷的位移不受影响,但初步观察表明,1%的普鲁卡因将总电荷转移降低到略低于初始值的40%,并使时间常数大致减半。