Técnica de pinza de parche es el nombre que se le da a una técnica de medición electrofisiológica. Permite medir las corrientes iónicas a través de canales individuales dentro de una membrana plasmática.
¿Qué es la técnica patch-clamp?
La técnica de pinzamiento de parche o método de pinzamiento de parche pertenece a la electrofisiología, que es una rama de la neurofisiología que se ocupa de la transmisión electroquímica de señales en el sistema nervioso. Con la ayuda de este método, es posible visualizar canales iónicos individuales en el membrana celular de una célula del cuerpo. Esto implica la medición de corrientes de unos pocos picoamperios. La técnica del parche-clamp fue descrita por primera vez en 1976 por el biofísico alemán Erwin Neher y el médico alemán Bert Sakmann. Los dos científicos fueron galardonados con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1991 por el desarrollo de la técnica de pinza-parche. Así, la investigación electrofisiológica fue virtualmente revolucionada por la técnica de pinza de parche porque abrió la posibilidad de observar el comportamiento eléctrico en la membrana. proteínas de individuo moléculas. El término parche proviene del idioma inglés y significa "parche". Se refiere a una pequeña sección de la membrana debajo de la pipeta de parche, que se utiliza como electrodo de medición. Durante el proceso de medición, el parche de membrana se fija o sujeta (para sujetar) a potenciales especificados.
Función, efecto y objetivos
La técnica de pinza de parche es un método de análisis electrofisiológico. Se basa en el hecho biológico de que las células tienen una gran cantidad de poros y canales iónicos. Se producen diferentes concentraciones de iones o cargas dentro y fuera de cada célula, lo que depende del estado fisiológico de la célula. La bicapa lipídica de la membrana no es permeable a agua moléculas así como iones. Sin embargo, se produce un intercambio de partículas cargadas a través del membrana celular a intervalos irregulares. La razón de esto es la dependencia del voltaje de los canales iónicos. Si se alcanza un cierto potencial de membrana, los canales se abren según el principio de "todo o nada". Aquí es exactamente donde entra en juego la técnica del patch clamp. De esta manera, una pipeta de medición avanza hasta un canal de iones sin penetrar el membrana celular. De esta manera, se puede determinar con precisión el potencial eléctrico local. Las corrientes de fuga, que podrían afectar el resultado de la medición, generalmente se pueden evitar mediante conexiones eléctricamente extremadamente estrechas entre el borde de la pipeta y la membrana de la celda. El método de pinza de parche se basa en la técnica de pinza de tensión. Esta técnica fue desarrollada en la década de 1930 por el biofísico estadounidense Kenneth Stewart Cole (1900-1984) para medir las corrientes en las células nerviosas que están intactas. En la pinza de voltaje, la inserción de dos electrodos en una celda tiene lugar para proporcionar un comando o mantener el voltaje. Al mismo tiempo, se usa otro electrodo para registrar las corrientes que ocurren a través de la membrana. Si los neurofisiólogos quieren saber sobre el flujo de corrientes eléctricas a través de áreas específicas de un neurona membrana, utilizan la técnica de pinza de parche. Para hacer esto, usan una pipeta de vidrio fino que se coloca en el exterior de la celda. Se puede crear presión negativa aspirándola con la ayuda de una jeringa hipodérmica. Este procedimiento hace que la membrana se abulte ligeramente en la ubicación correspondiente. La presión negativa asegura que el vidrio se adhiera a la membrana. Esto da como resultado el aislamiento eléctrico de la pequeña mancha de la membrana en la pipeta del resto de la membrana. Para medir las corrientes eléctricas, los neurofisiólogos utilizan un amplificador de pinza de parche. Este es un dispositivo de medición especial. En el caso ideal, el científico puede utilizar el dispositivo para obtener información sobre las propiedades eléctricas de los canales iónicos individuales. Los canales iónicos regulan, por ejemplo, la entrada y salida de sodio iones, que están cargados positivamente, en las células nerviosas. La investigación se lleva a cabo en células de humanos, plantas o animales. El método de pinza de parche generalmente se realiza en una estación de medición que incluye varios dispositivos. En la mesa de medición con amortiguación de vibraciones hay una jaula de Faraday, que sirve como escudo eléctrico. Además, un microscopio óptico que incluye un micromanipulador está disponible para colocar la pipeta de parche en su posición. Además, el soporte de la pipeta tiene una conexión a un preamplificador, mientras que el soporte de la muestra está conectado a un electrodo de baño. El amplificador de pinza de conexión funciona para amplificar la señal del preamplificador. También se proporciona un monitor para observar el dispositivo bajo prueba y la pipeta de parche. En la mayoría de los casos, una computadora y varios dispositivos de almacenamiento de datos también están disponibles en la mesa de medición para permitir la grabación digital.
Riesgos, efectos secundarios y peligros
No existen riesgos asociados con la técnica de pinza de parche. Por ejemplo, las células de seres humanos, animales o plantas no se examinan hasta que se han eliminado. Rara vez existe un acceso irrestricto a la membrana celular externa. Por esta razón, a menudo es necesario preparar las células para el método de pinza de parche. Después de llenar la pipeta de parche, se sujeta en un micromanipulador. Esto se conecta al amplificador de pinza de parche y se presiona suavemente sobre una celda que está intacta. El proceso se puede seguir con un monitor o microscopio. Debajo de la pipeta se encuentra un trozo de membrana llamado parche de membrana. La ligera presión negativa creada en el extremo posterior de la pipeta proporciona una fuerte conexión entre la pipeta y la membrana. Este proceso da como resultado la creación de una resistencia eléctrica entre la solución externa y el interior de la pipeta de varios gigaohmios. Los científicos también se refieren a esto como "gigaseal", lo que permite lograr la configuración de conexión celular del método de sujeción por parche. La corriente que fluye a través de un canal de iones en el parche también fluye a través del contenido de la pipeta debido a la alta resistencia gigaseal. Un electrodo conectado al amplificador se sumerge en la solución de la pipeta, lo que permite medir las actividades de los canales iónicos individuales dentro de la membrana del parche.
