brecha de sacarosa

La técnica de la brecha de sacarosa se utiliza para crear un bloqueo de conducción en fibras nerviosas o musculares . Se aplica una alta concentración de sacarosa al espacio extracelular, lo que impide la correcta apertura y cierre de los canales de sodio y potasio , aumentando la resistencia entre dos grupos de células. Fue desarrollada originalmente por Robert Stämpfli para registrar potenciales de acción en fibras nerviosas ^{[ 1 ]} y resulta particularmente útil para medir modificaciones farmacológicas irreversibles o altamente variables de las propiedades de los canales, ya que las regiones de membrana no tratadas pueden ser atraídas hacia el nodo entre las regiones de sacarosa ^{[ 2 ] .}

La técnica de la brecha de sacarosa fue introducida por primera vez por Robert Stämpfli en 1954 ^{[ 3 ]} , quien trabajó con Alan Hodgkin y Andrew Huxley entre 1947 y 1949. A partir de su investigación, Stämpfli determinó que las corrientes que se mueven a lo largo de las fibras nerviosas se pueden medir más fácilmente cuando existe una brecha de alta resistencia que reduce la cantidad de medio conductor fuera de la célula. Stämpfli observó muchos problemas con los métodos que se utilizaban en ese momento para medir el potencial de membrana. Experimentó con un nuevo método que denominó brecha de sacarosa. Este método se utilizó para estudiar los potenciales de acción en las fibras nerviosas. ^{[ 3 ]}

Huxley observó el método de Stämpfli y coincidió en que era útil y producía muy pocos errores. La técnica de la brecha de sacarosa también contribuyó al descubrimiento de los potenciales de unión inhibitorios por parte de Stämpfli y Huxley. ^{[ 4 ]} Desde su introducción, se han realizado muchas mejoras y modificaciones a la técnica. Una modificación del método de la brecha de sacarosa simple fue introducida por CHV Hoyle en 1987. ^{[ 5 ]} La técnica de la brecha de sacarosa doble, que fue utilizada por primera vez por Rougier, Vassort y Stämpfli para estudiar células cardíacas en 1968, fue mejorada por C. Leoty y J. Alix, quienes introdujeron una cámara mejorada para la técnica de la brecha de sacarosa doble con fijación de voltaje que eliminó la resistencia externa del nodo. ^{[ 6 ]}

Una técnica clásica de separación por sacarosa se configura típicamente con tres cámaras, cada una con un segmento de la neurona o las células que se están estudiando. La cámara de prueba contiene una solución fisiológica, como la solución de Krebs o la de Ringer , que imita la concentración de iones y la presión osmótica del entorno natural de la célula. También se pueden añadir fármacos de prueba a esta cámara para estudiar su efecto sobre la función celular. Generalmente se utilizan electrodos de Ag-AgCl o de alambre de platino para estimular las células en la solución de prueba. La cámara de sacarosa (o separación) es la cámara central que separa las otras dos cámaras, o secciones de la fibra nerviosa o las células. Esta cámara contiene una solución isotónica de sacarosa con una alta resistividad. La resistividad describe la capacidad de un material o solución para oponerse a la corriente eléctrica, por lo que una solución de sacarosa con una alta resistividad es eficaz para aislar eléctricamente las tres cámaras. La tercera cámara suele contener una solución de KCl que imita la solución intracelular. La alta concentración de potasio en esta cámara despolariza el segmento de tejido sumergido, lo que permite medir las diferencias de potencial entre los dos segmentos separados por el espacio de sacarosa. Se utiliza vaselina, grasa de silicona o una mezcla de silicona y vaselina para sellar el nervio o el tejido en su posición y evitar la difusión de la solución entre las cámaras. Se coloca un par de electrodos de Ag-AgCl con puente de agar en las cámaras de prueba y de KCl para registrar los cambios en el potencial de membrana. ^{[ 7 ]}

La técnica de brecha de sacarosa se utiliza para registrar la actividad de la membrana de nervios mielinizados , nervios no mielinizados, músculo liso y músculo cardíaco . Junto con los métodos de microelectrodos y de patch-clamp , la brecha de sacarosa es frecuentemente utilizada por los investigadores para estudiar el sistema nervioso y puede servir como un método eficaz para investigar los efectos de los fármacos en la actividad de la membrana . ^{[ 7 ]} Se realizaron estudios sobre los efectos de la colina , la acetilcolina y el carbacol en los potenciales de reposo del ganglio cervical superior en conejos utilizando el método de brecha de sacarosa. El registro de los potenciales de membrana en el ganglio cervical superior se simplificó con el método de brecha de sacarosa, ya que permite la despolarización separada del ganglio y del nervio carotídeo interno. ^{[ 10 ]}

La técnica de la brecha de sacarosa se ha aplicado para determinar la relación entre la concentración externa de potasio y el potencial de membrana de las células del músculo liso utilizando uréteres de cobaya. ^{[ 11 ]} También se ha utilizado para corregir mediciones inexactas del potencial de membrana resultantes de corrientes de fuga a través de la membrana y resistencia extracelular. La corrección de una lectura inexacta de la corriente de membrana también es posible mediante la utilización del método de la brecha de sacarosa. ^{[ 12 ]}

Los avances en el método de brecha de sacarosa han dado lugar a técnicas de doble brecha de sacarosa. Una doble brecha de sacarosa suele ser ventajosa cuando se utiliza para aislar eléctricamente segmentos más pequeños de fibras nerviosas que los que se podrían aislar con una sola brecha de sacarosa, ^{[ 11 ]} como se hizo en estudios sobre potenciales de membrana y corrientes en fibras musculares ventriculares de ovejas y terneros . ^{[ 13 ]} La técnica de doble brecha de sacarosa también se utiliza en lugar de la de brecha de sacarosa simple para estudiar el músculo cardíaco, donde permite una resolución más clara de las corrientes tempranas, aquellas que ocurren dentro de los primeros 10-100 milisegundos de despolarización. ^{[ 11 ]}