Техника сахарозного разрыва используется для создания блока проводимости в нервных или мышечных волокнах. Во внеклеточное пространство подается высокая концентрация сахарозы , что препятствует правильному открытию и закрытию натриевых и калиевых каналов , повышая сопротивление между двумя группами клеток. Первоначально он был разработан Робертом Штэмпфли для регистрации потенциалов действия в нервных волокнах [1] и особенно полезен для измерения необратимых или сильно вариабельных фармакологических модификаций свойств канала, поскольку необработанные участки мембраны могут быть втянуты в узел между участками сахарозы .[2]
Техника сахарозного разрыва была впервые представлена Робертом Штемпфли в 1954 году [3] , который работал с Аланом Ходжкиным и Эндрю Хаксли в период с 1947 по 1949 год. Из своего исследования Штэмпфли определил, что токи, движущиеся по нервным волокнам, можно легче измерить, когда есть представляет собой зазор высокого сопротивления, уменьшающий количество проводящей среды вне клетки. Штэмпфли заметил много проблем со способами, которые использовались для измерения мембранного потенциала в то время. Он экспериментировал с новым методом, который назвал сахарозным разрывом. Метод был использован для изучения потенциалов действия в нервных волокнах. [3]
Хаксли наблюдал за методом Штэмпфли и согласился, что он полезен и дает очень мало ошибок. Техника сахарозного разрыва также способствовала открытию Штемпфли и Хаксли потенциалов тормозных соединений. [4] С момента своего появления в технику было внесено множество улучшений и изменений. Одна из модификаций метода одинарного сахарозного промежутка была представлена CHV Hoyle в 1987 г. [5] Метод двойного сахарозного промежутка, впервые использованный Ружье, Вассортом и Штемпфли для изучения сердечных клеток в 1968 г., был усовершенствован К. Леоти и Дж. Аликс, который представил улучшенную камеру для двойного сахарозного промежутка с техникой зажима напряжения , которая устранила внешнее сопротивление узла. [6]
Классический метод сахарозного промежутка обычно состоит из трех камер, каждая из которых содержит сегмент изучаемого нейрона или клеток. Испытательная камера содержит физиологический раствор, такой как раствор Кребса или раствор Рингера , который имитирует концентрацию ионов и осмотическое давление естественной среды клетки. В эту камеру также можно добавить тестовые препараты для изучения их влияния на клеточную функцию. Электроды Ag-AgCl или платиновой проволоки обычно используются для стимуляции клеток в тестовом растворе. Сахарозная камера (или щель) представляет собой среднюю камеру, которая разделяет две другие камеры или участки нервного волокна или клеток. Эта камера содержит изотонический раствор сахарозы . с высоким удельным сопротивлением. Удельное сопротивление описывает способность материала или раствора противостоять электрическому току, поэтому раствор сахарозы с высоким удельным сопротивлением эффективен для электрической изоляции трех камер. Третья камера обычно содержит раствор KCl, который имитирует внутриклеточный раствор. Высокая концентрация калия в этой камере деполяризует погруженный сегмент ткани, позволяя измерить разность потенциалов между двумя сегментами, разделенными сахарозной щелью. Вазелин, силиконовая смазка или смесь силикона и вазелина используются для герметизации нерва или ткани в нужном месте и предотвращения диффузии .раствора между камерами. Пара электродов Ag-AgCl с агаровым мостиком помещается в тестовую камеру и камеру KCl для регистрации изменений мембранного потенциала. [7]