Điện từ sinh học/Phản ứng tích cực của màng tế ( phần 2 )
CÁC VÍ DỤ VỀ KẾT QUẢ THU ĐƯỢC TỪ PHƯƠNG PHÁP KẸP
ĐIỆN ÁP.
Kẹp điện áp đối với điện áp Nernst natri.
Hình 4.5 mô tả dòng xuyên màng đặc trưng thu được bằng phương pháp
kẹp điện áp. Điện thế bên trong màng thay đổi đột ngột từ điện thế nghỉ -
65 mV tới +20 mV với bước nhảy là +85 mV. Như vậy, một dòng ion bắt
đầu đi vào cơ thể và ra khỏi cơ thể sau khoảng 2 ms và đạt tiệm cận với gí
trị 2 mA/cm2.
Ta sẽ khảo sát sự xuất hiện dòng điện màng tế bào ứng với các mức điện
áp khác nhau. Hình 4.6 cho thấy các kết quả thí nghiệm của 5 phép đo ở
các bước điện áp từ 91-143 mV. Trong chuỗi đường cong này cần chú ý
dòng điện màng lại được tạo nên bởi hai trạng thái: một trạng thái sớm và
một trạng thái muộn như trên hình 4.5.
Dòng sớm có hướng vào phía trong đối với các bước điện áp nhỏ hơn.
Khi bước điện áp tăng, biên độ của thành phần hướng vào trong giảm và
biến mất hoàn toàn với bước điện áp 117 mV. Với các bước điện áp cao
hơn, dòng sớm sẽ hướng ra ngoài và tăng tỷ lệ với bước điện áp. Mặt
khác thành phần dòng màng muộn luôn hướng ra ngoài và đơn điệu tăng
đến gần một giới hạn tiệm cận nào đó. Giới hạn này sẽ tăng lên khi hàm
số của bậc thang điện áp tăng.
Tổng hợp điện áp màng nghỉ -65 mV và bước điện áp 117 mV được kết
quả điện áp màng tế bào là +52 mV. Dựa vào nồng độ Na+ ở bên trong
và bên ngoài màng, phương trình Nernst ước lượng được một điện áp cân
bằng +50 mV. (Chú ý ví dụ trong mục 3.1.3). Vì vậy có thể kết luận rằng
thành phần dòng điện sớm được tạo ra bởi các ion Na+ từ đó giảm đúng
về 0 ở điện áp cân bằng Na+ và hướng vào trong khi Vm thấp hơn điện
áp Nernst Na+ và hướng ra phía ngoài khi Vm lớn hơn điện áp Nernst
Na+. Do đó thành phần hướng ra ngoài (thành phần muộn) phải phụ
thuộc vào dòng ion K+. Bởi vì Cl- hướng về gần trạng thái cân bằng, nên
đối với sợi thần kinh nghỉ thì khi tính thấm của Cl- không tăng trong suốt

Một kỹ thuật rất thông minh cũng được phát triển bởi Baker, Hodgkin, và
Shaw (1962) là cho phép một sự thay đổi để tạo ra các thành phần ion bên
trong. Hình 4.8 mô tả cách chuẩn bị sợi thần kinh cho kiểu thí nghiệm của
Hodgkin và Huxley. Với thí nghiệm này, đầu tiên là phải ép chặt bào
tương ra ngoài; xong xuôi thì sử dụng con lăn (A). Sau đó rót đầy chất
dịch lỏng (B) vào sợi trục. Điện thế màng được đo trong suốt quá trình
xung lực hoạt động trước khi thực hiện (C) và sau khi thực hiện (D). Các
phép đo tiếp theo quá trình hồi phục lại các điều kiện đầu cũng được thực
hiện để đảm bảo rằng trạng thái điện của màng tế bào thần kinh không
thay đổi. Hình 4.7. Phương pháp chọn dòng Na+ và K+: Các ion Na+ ở bên ngoài
màng được thay thế bằng các cation để giảm điện thế Nernst Na+ vì vậy
phù hợp với giá trị điện áp kẹp. Hình 4.8. Sự chuẩn bị sợi thần kinh lớn của mực ống cho thí nghiệm kẹp
điện áp,nơi nồng độ các ion bên trong tế bào thần kinh bị thay đổi. (A)
Đầu tiên bào tương được đảy ra ngoài nhờ con lăn (B) Đổ đầy chất dịch
lỏng vào sợi dây thần kinh (C) Các xung động thần kinh được đo trước
khi truyền dịch (D) Các xung động thần kinh được đo sau khi truyền dịch.
Sự chặn các kênh ion nhờ các tác nhân hóa dược.
Các dòng ion Na+ và K+ cũng có thể bị tách riêng bằng cách đưa vào các
tác nhân hóa dược để chặn chọn lọc các kênh Na+ và K+. Narahashi,
Moore và trường đại học của họ cho rằng tetrodotoxin (TTX) chặn có
chọn lọc dòng Na+ đi qua màng tế bào (Narahashi, Moore, and Scott,
1964; Moore et al., 1967). Armstrong và Hille (1972) thì cho rằng
tetraethylammonium (TEA) sẽ chặn được dòng các ion K+. (Tetrodotoxin
là hóa chất độc hại hiện có trong nội tạng của loài cá fugu ở Nhật Bản).