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Stromklemmtechnik

Die Stromklemmtechnik wird in der Elektrophysiologie verwendet, um die Spannung einer Zellmembran nach einem elektrischen Reiz aufzuzeichnen.

Nicht zu verwechseln mit der Spannungsklemmtechnik, besteht die Stromklemmtechnik aus einer Elektrode, die sowohl den Strom (Ionenfluss) innerhalb eines Neurons aufzeichnet als auch injiziert. Ein zusätzliches Elektrometer außerhalb der Zelle führt zur Aufzeichnung der resultierenden Spannung. Mit dieser Technik könnte man zum Beispiel das elektrische Signal einer Synapse und von Neurotransmittern nachahmen und deren Wirkung auf die Spannung der Axonmembran eines Neurons beobachten.

Es gibt 2 Diagramme. Im ersten Diagramm befindet sich die Spannung in Millivolt auf der y-Achse und die Zeit in Millisekunden auf der x-Achse. Bei 0 Millisekunden beträgt die Spannung minus 70 Millivolt. Zwischen 1 und 2,5 Millisekunden steigt die Spannung auf -20 Millivolt. Zwischen 2,5 und 3 Millisekunden steigt die Spannung schnell auf 50 Millivolt an. Zwischen 3 und 5 Millisekunden kommt es dann zu einem exponentiellen Rückgang zurück auf -70 Millivolt. Bei etwa 3,2 Millisekunden sinkt die Spannung unter 0 Millivolt. Im zweiten Diagramm befindet sich der Strom in Nanoampere auf der y-Achse und die Zeit in Millisekunden auf der x-Achse. Bei 0 Sekunden beträgt der Strom 0 Nanoampere. Bei einer Millisekunde steigt der Strom auf 0,33 Nanoampere an. Der Strom bleibt bei 0,33 Nanoampere bis zu 3 Millisekunden, wo der Strom wieder auf 0 Nanoampere fällt. Der Strom bleibt für die nächsten 2 Millisekunden bei 0 Nanoampere.

Abbildung 1: Beispiel einer Spannungsaufzeichnung mit der Stromklemmtechnik

Wenn die Elektrode keinen Strom einspeist, ist die aufgezeichnete Spannung das ruhende [Membranpotenzial] (wiki:/membrane-potential-de), das bei neuronalen Membranen normalerweise bei etwa -70 mV liegt.

Der Strom wird in der Regel in Form von kurzen Impulsen injiziert, die auf den Aufzeichnungen als „quadratische“ Signale sichtbar sind.