Sigworth F J
J Physiol. 1980 Oct;307:97-129. doi: 10.1113/jphysiol.1980.sp013426.
将来自林蛙和豹蛙的直径为12 - 17微米的单根有髓神经纤维在2 - 5摄氏度下进行电压钳制。钾电流被内部的铯离子(Cs⁺)和外部的四乙铵离子阻断。采用了串联电阻补偿。
施加80 - 512个相同的、持续20毫秒的去极化脉冲组,脉冲以300 - 600毫秒的间隔重复。所得的膜电流记录在5千赫兹下滤波,显示记录间电流变化约为1%。从每组记录中计算平均电流的时间进程和方差的时间进程。
假设方差主要源于两个独立的电流波动源:钠通道的随机门控和电压钳中的热噪声背景。对神经标本被动特性的测量使得能够估计热噪声方差,并且这些估计解释了在存在河豚毒素时以及在反转电位下观察到的方差。
在对方差σ²进行背景贡献校正后,其与平均电流I的关系可以用函数σ² = iI - I²/N拟合,该函数是对于具有一个非零电导水平的N个独立通道所预期的。单通道电流i对应于单通道弦电导γ = 6.4 ± 0.9皮安(标准差;n = 14)。在两种蛙类之间未观察到γ有显著差异。通道总数范围为20,000至46,000。
i的电压依赖性与钠电导的瞬时电流 - 电压关系的形式紧密对应,除了在最小去极化时。在小去极化时i的小值可能是由于波动的高频成分被滤波所致。
得出结论,钠通道仅具有两个主要的电导水平,对应于通道的“开放”和“关闭”状态。
对于分别去极化到 - 5和 + 125毫伏,在电导峰值时开放的通道分数p(max)分别为0.59 ± 0.08(标准差;n = 5)和0.9 ± 0.1(标准差;n = 3)。(在每种情况下,去极化之前先有50毫秒超极化到 - 105毫伏。)这些值与霍奇金 - 赫胥黎动力学预测的值相似。
由于钠通道的随机门控,预计神经元放电阈值会有波动。基于通道测量特性对这些波动大小的预测给出相对离散度约为1%的值,这与文献中的实验值一致。