Elektrophysiologische Untersuchungen zu Prozessen der Membranpermeabilisierung

Bei der Elektroimpulsbehandlung von Zellen in klassischen Elektrodenanordnungen besteht keine Möglichkeit die induzierte Membranspannung direkt zu messen. Für Grundlagenuntersuchungen wird deshalb die Patch-Clamp Technik angewandt. In der Whole-Cell Konfiguration wird mittels einer flüssigkeitsgefüllten Glaspipette ein direkter elektrischer Zugang ins Zellinnere geschaffen.

So konnte nachgewiesen werden, dass die Membranpermeabilisierung in zwei phänomenologische Bereiche unterteilt werden kann. Während des Impulses findet eine starke Zunahme der Membranleitfähigkeit statt, die nach wenigen Millisekunden wieder auf geringe Werte zurückgeht, was mit klassischer Porenbildung erklärt werden kann. Mit zunehmender Anzahl der aufgeschalteten Impulse ist weiterhin eine stetige und lang anhaltende Zunahme der Membranleitfähigkeit festzustellen. Dieses Zwei-Stufen-Modell kann erstmals experimentelle Ergebnisse und Beobachtungen erklären, die durch Elektroporation alleine nicht zustande kommen können. Aktuelle Arbeiten konzentrieren sich auf die Klärung der Hypothese, ob die Oxidation von Phospholipidmolekülen für die langanhaltende Permeabilisierung verantwortlich ist.