Patch Clamp Yönteminin Biyofiziksel Prensibi ve Tıpta Kullanımı
Patch clamp tekniği, özel bir mikroelektrot aracılığı ile hücrelere temas ederek, hücre membranpotansiyelinin istenen değere kenetlenmesi ile membrandan geçen iyonik akım değişiminin yada akım kenetlenerek hücre membran potansiyel değişiminin kaydedildiği elektrobiyofizikselbir ölçüm yöntemidir. Çalışmanın amacına göre; hücre üzerinde kayıt, tüm hücre kaydı, dışıdışarıda kayıt ve içi dışarıda kayıt olmak üzere dört farklı patch clamp uygulaması vardır.Kalsiyum (Ca2+), magnezyum (Mg2+), sodyum (Na+) ve potasyum (K+) gibi iyonların hücremembranından hücre içine girmesi sonucunda hücre içinde bu iyonların, özellikle Ca2+iyonunun konsantrasyonunun artışı ya da azalmasına bağlı olarak ortaya çıkan hastalıklarınoluşum mekanizmasının araştırılmasında patch clamp tekniği büyük önem taşımaktadır. Hücrehatlarında ve primer hücre kültürlerinde iyon kanallarından geçen iyonik akım değişimlerininanaliz edilmesi, aritmi, diyabet, epilepsi ve kardiyovasküler hastalıklar gibi pek çok hastalığıntedavisi amacı ile iyon kanallarının aktivatör ve inhibitörlerinin araştırılmasında patch clamptekniği kullanım alanı bulmaktadır.
Biophysical Mechanisms and Medical Usage of Patch Clamp Technique
Patch clamp technique is an electrobiophysical measurement method in which the ionic currentpassing through the membrane is recorded by the desired value clamping of the cell membranepotential, or the membrane potential change is recorded by clamping the current value, bycontacting the cells with a special microelectrode. For the purpose of the study; there arefour different patch clamp applications: cell attached-on cell recording, whole-cell recording,outside-out recording, and inside-out recording. Patch clamp technique has an important rolein the investigation of epidemiology of diseases that are caused by the decrease or increaseof the concentrations of calcium (Ca2+), magnesium (Mg2+), sodium (Na+) and potassium (K+)ions in the cell. Patch clamp technique is used for the analysis of ionic current changes in ionchannels in cell lines and primary cell cultures and the investigation of activators and inhibitorsof ion channels for the treatment of many diseases such as arrhythmia, diabetes, epilepsy andcardiovascular diseases.
___
- 1. Düzgün Ergün D. Hipoksi ve Hiperkapninin
İnsan Embriyonik Böbrek Hücre Membranında
(HEK293) TRPM2 Kanal Aktivitesine Etkisinin
Patch Clamp Tekniği ve Enzimatik Ölçümler ile
Araştırılması. İstanbul Üniversitesi Sağlık Bilimleri
Enstitüsü, Biyofizik ABD. Doktora Tezi. İstanbul.
2018.
- 2. Quinn K, Beech DJ. A method for direct
patch-clamp recording from smooth muscle
cells embedded in functional brain microvessels.
Pflugers Archive: European journal of physiology
1998;435(4): 564-9.
- 3. Saygın M, Nazıroğlu M, Caliskan S. Recent
developments on patch-clamp technique in
electrophysiological studies. Journal of Experimental
and Clinical Medicine 2009; 26: 148-52.
- 4. Sherman AJ, Shrier A, Cooper E. Series
resistance compensation for whole-cell patchclamp studies using a membrane state estimator.
Biophysical Journal 1999;77: 2590-601.
- 5. Zhang D. Patch Clamp: A Powerful technique for
studying the mechanism of acupuncture. EvidenceBased Complementary and Alternative Medicine
2012;1-7. doi: 10.1155/2012/534219.