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「膜容量測定法」の版間の差分
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英：membrane capacitance measurement 独：Membran Kapazitätsmessung 仏：mesure de la capacité membranaire | 英：membrane capacitance measurement 独：Membran Kapazitätsmessung 仏：mesure de la capacité membranaire | ||
細胞を[[膜電位固定]]した時得られる[[膜電流]] | 細胞を[[膜電位固定]]した時得られる[[膜電流]]には細胞膜を通過するイオンによる抵抗成分と細胞膜の容量に起因する[[膜容量]]成分がある。単位膜面積当たりの膜容量は一定(約1 μF/cm<sup>2</sup>)と考えられるので、膜容量から膜面積を推定することができる。[[wikipedia:ja:エルヴィン・ネーアー|Neher]]とMartyは[[パッチクランプ法]]と[[wikipedia:ja:正弦波|正弦波]]の膜電位コマンドを用いて、膜容量成分の微細な変化を記録する手法を1982年に確立した<ref><pubmed>6959149</pubmed></ref>。[[開口放出]]や[[エンドサイトーシス]]は膜面積の変化を伴うので、膜容量測定からこれらの現象を電気的に推定することができる。 | ||
==膜容量測定法の原理== | ==膜容量測定法の原理== | ||
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この測定は、電気的であるために、ミリ秒近くの速さや0.02 fF (直径50nmの小胞) の微小な変化も測定可能である。実際、オンセル記録では単一小胞の開口放出やエンドサイトーシスがステップ状に計測することができ、その大きさが分泌小胞やエンドサイトーシスに関わる小胞の[[電子顕微鏡]]的な大きさと一致する。その場合、[[膜融合]]や分裂の際に形成される安定な中間段階と考えられている[[融合細孔]]の性質を調べることができる。また、[[シナプス]]のミリ秒の開口放出の定量化も可能である。膜容量測定の原理からすると理想的な[[空間的膜電位固定]]（space clamp）がかかっている必要があるが、記録する終末に軸索がついているような標本にも応用が試みられている<ref><pubmed>19279571</pubmed></ref>。この場合、高周波正弦波が軸索に沿って著しく減衰するので、記録している単一終末の開口放出やエンドサイトーシスを選択的に記録できると考えられている。 | この測定は、電気的であるために、ミリ秒近くの速さや0.02 fF (直径50nmの小胞) の微小な変化も測定可能である。実際、オンセル記録では単一小胞の開口放出やエンドサイトーシスがステップ状に計測することができ、その大きさが分泌小胞やエンドサイトーシスに関わる小胞の[[電子顕微鏡]]的な大きさと一致する。その場合、[[膜融合]]や分裂の際に形成される安定な中間段階と考えられている[[融合細孔]]の性質を調べることができる。また、[[シナプス]]のミリ秒の開口放出の定量化も可能である。膜容量測定の原理からすると理想的な[[空間的膜電位固定]]（space clamp）がかかっている必要があるが、記録する終末に軸索がついているような標本にも応用が試みられている<ref><pubmed>19279571</pubmed></ref>。この場合、高周波正弦波が軸索に沿って著しく減衰するので、記録している単一終末の開口放出やエンドサイトーシスを選択的に記録できると考えられている。 | ||
一方、測定は開口放出による膜面積の増大とエンドサイトーシスによる膜面積の減少の和を見ており、これらを分離することは原理的に不可能である。また、単一小胞のステップが見えない場合には、小胞の種類を特定することができない<ref><pubmed>16150796</pubmed></ref> | 一方、測定は開口放出による膜面積の増大とエンドサイトーシスによる膜面積の減少の和を見ており、これらを分離することは原理的に不可能である。また、単一小胞のステップが見えない場合には、小胞の種類を特定することができない<ref><pubmed>16150796</pubmed></ref>。膜面積当たりの膜容量一定の仮定がどれだけ厳密に成り立っているのか検証する方法がない。軸索がついている標本の場合には空間固定が理想的にはなされ得ないことを考慮する必要がある。そして、画像による開口放出の検出と異なり、開口放出の最終段階のみ、及びエンドサイトーシスの初期段階のみが測定可能である。この様な短所はあるものの、電気生理学固有のシグナル／ノイズ比の良さや時間分解の高さがあり、開口放出やエンドサイトーシスの研究の一手法として今後も用いられていくであろう。 | ||
==関連項目== | ==関連項目== | ||