Fenwick E M, Marty A, Neher E
J Physiol. 1982 Oct;331:599-635. doi: 10.1113/jphysiol.1982.sp014394.
采用膜片钳技术(Hamill、Marty、Neher、Sakmann和Sigworth,1981年)研究了嗜铬细胞中的内向电流。细胞内溶液含有120 mM - Cs(+)和20 mM - 四乙铵(TEA(+))。在用1 mM - Co(2+)从外部阻断Ca(2+)通道后研究Na(+)电流。在用河豚毒素(TTX)消除Na(+)电流后记录Ca(2+)电流。电流记录是在细胞贴附式、外翻式和全细胞记录模式下获得的(Hamill等人,1981年)。
单通道测量得出,在 - 10 mV时Na(+)通道的基本电流幅度为1 pA。该幅度在 - 10至 - 40 mV之间随超极化增加,但在 - 40至 - 70 mV之间变化不显著。
在 - 30 mV时,Na(+)通道的平均开放时间为1 ms。该开放时间随去极化和超极化均减小。在高于 - 20 mV时,其值接近失活时间常数tau(h)。
Na(+)电流的整体波动分析结果与单通道测量结果一致。在 - 35 mV至0 mV之间获得的噪声功率谱可用单个洛伦兹曲线拟合。计算得出的Na(+)通道密度范围为每μm(2) 1.5 - 10个通道。
在等渗BaCl(2)溶液中获得了细胞贴附式单Ca(2+)通道记录。在 - 5 mV时单通道幅度为0.9 pA,对于正值电位其幅度变小。
在 - 5 mV时,单个Ba(2+)电流表现为平均持续时间为1.9 ms的爆发,平均包含0.6个短间隙。在正值电位时爆发持续时间更长。
在含有等渗BaCl(2)或外部Ca(2+)(Ca(o))浓度为1 mM和5 mM的外部溶液中,对全细胞记录进行Ca(2+)通道的整体波动分析。在前一种情况下计算出的单位幅度与单通道测量中获得的幅度相似。
Ca(2+)或Ba(2+)电流的噪声功率谱可用两个而非一个洛伦兹分量的总和拟合。
尾电流可用两个指数分量的总和拟合。相应的时间常数的值与通过噪声分析获得的值接近。
Ca(2+)和Ba(2+)电流的上升相呈S形。它可用三个指数的总和拟合。最大幅度分量的时间常数tau(1)与在噪声和尾电流实验中观察到的慢分量的时间常数相似。该时间常数也与单通道测量中获得的爆发持续时间相对应。
tau(1)的值在5 mM - Ca(o)和等渗Ba(2+)中比在5 mM - Ba(o)中更大。因此,Ca(2+)通道的动力学特性取决于通透离子的性质和浓度。
提出了一个简单的动力学模型来模拟Ca(2+)通道激活途径。
在1 mM - Ca(o)和5 mM - Ca(o)中的电流分别在 + 53 mV和 + 64 mV左右显示出明显反转。在这些电位以上观察到的外向电流很可能是由于Cs(+)离子通过Ca(2+)通道流动。
从5 mM - Ca(o)中 - 70至 + 100 mV范围内的尾电流数据获得瞬时电流 - 电压关系。所得曲线在反转电位附近显示出一个拐点。
观察到Ca(2+)电流几乎没有失活。然而,在一些高于 + 10 mV的细胞中观察到缓慢的电流下降。
对正值电位的预处理脉冲对Ca(2+)电流有增强或抑制作用,这取决于测试脉冲是低于还是高于最大电流电位。增强作用可能与在 + 10 mV以下观察到的电流上升的最慢分量有关。抑制作用可能与在 + 10 mV以上获得的缓慢下降有关。
整体方差和尾电流幅度分析表明,在高于 + 40 mV时Ca(2+)通道的开放概率至少为0.9。
在全细胞记录中观察到Ca(2+)电流的缓慢衰减。衰减速度取决于细胞内Ca(2+)浓度。衰减显然是由于可用于激活的通道逐渐减少。
Ca(2+)通道(衰减前)的密度估计为5 - 15/μm(2)。
在细胞贴附实验中,经常看到内向电流通道跟随动作电位。这些事件似乎不是通常的Na(+)和Ca(2+)电流。它们可能是由于取决于移液管溶液的Na(+)或Ba(2+)阳离子通过Ca(2+)依赖性通道内流。在全细胞和外翻式记录中观察到的电压依赖性单通道活性可能是由于相同的通道。