Læknaneminn - 01.10.1991, Síða 51

Tveir breskir lífeðlisfræðingar við Cambridge
háskóla, Alan Hodgkin og Andrew Huxley, fengu þá
hugmynd að nota stóran taugasíma (axon) úr
risasmokkfiski (Loligo), en síminn er um 1 mm í
þvermál, og athuga hvaða ferli liggja að baki
boðspennum (Hodgkin og Huxley, 1952). Þeir
notuðu silfurvíra sem rafskaut og því þurfti stórar
frumur. Af stakri þolinmæði og samviskusemi tókst
þeim þetta, og skýrðu mörg þeirra ferla sem koma við
sögu við myndun boðspenna. Fyrir þessa vinnu fengu
þeirfélagarNóbelsverðlaun í lífeðlisfræði árið 1963.
Þeirra vinna benti greinilega til þess að þær jónir sem
koma við sögu við myndun boðspenna ferðist um
frumuhimnur í gegn um einhverjar sérhæfðar brautir,
eða jónagöng (ion channels), eins og þau eru nú
kölluð. Þeir settu jafnframt fram stærðfræðilegar
tilgátur um hegðun þessara brauta, sem sumar hafa
reynst vera réttar en aðrar ekki. Á þessum tíma voru
fundin mörg sérhæfð eiturefni sem virðast geta verkað
á einstaka tegundir jónaganga, og reyndist
spennuþvingun risasmokk-fisks afar hentug aðferð ti I
þess að skoða verkan þessara lyfja (sjá t.d. Catterall,
1980).
Þessar aðferðir gáfu að vísu ekki möguleika á að
skoða hegðun einstakra jónaganga, en hægt var að
reikna út vissa þætti, og spá fyrir um með ótrúlegri
nákvæmni. Ein leið til að auka nákvæmnina var að
minnka rafskautin, og með notkun glerpípa fylltar
með leiðandi saltlausn. Með því að hita slíkar
glerpípur (sem eru um 1 mm að ytra þvermáli) og
draga þær í sundur á þann hátt sem sýnt er á mynd 3,
myndast tvö örmjó örskaut (microelectrodes) með
opnumoddi(caO,l pm). Oddinumáþessumörskaut-
um er hægt að koma fyrir í utanfrymi eða í umfrymi og
skrá rafvirkni með þeint. Með því að stinga tveimur
slíkum skautum inn í eina og sömu frumu er hægt að
spennuþvinga og skrá himnuspennu samtímis. Þrátt
fyrir smæð örskautanna þurfa frumur að vera frekar
stórar til þess að hægt sé að gera þetta. Á síðari árum
hefur reynst mögulegt að nota aðeins eitt örskaut til
þess bæði að skrá himnuspennu og senda straum inn í
frumuna, og kallast slíkt einskauta spennuþvinga
(single barrel voltage clamp). Byggist þetta á notkun
nýrra gerða af formögnurum er “klippa” á milli
skráningar og ertingar í gegnum sama örskaut. Er þá
hægt að spennuþvinga smærri frumur.
Mynd 3. Framleiðsla tveggja örskauta úr einni glerpípu. Glerpípan er sett ísérstakan hitara með hitaþræði, og segul er togar
í annan enda glerpípunnar. Við hitun dregst pípan í sundur í miðju og myndast þá tvær glerpípur með mjóum oddum eins
og sýnt er á miðhluta myndar. Lengst til hægri eru sýnd tvö örskaut tilbúin til notkunar.
LÆKNANEMINN 2 1991 44. árg.
49