Elektrophysiologie
Elektrophysiologie ist die Untersuchung der elektrischen Eigenschaften von biologischen Zellen und Geweben. Sie umfasst Messungen der Spannungsänderung oder des elektrischen Stromflusses auf einer Vielzahl von Skalen, von einzelnen Ionenkanalproteinen bis hin zu ganzen Geweben wie dem Herzen. In den Neurowissenschaften umfasst sie Messungen der elektrischen Aktivität von Neuronen, insbesondere der Aktivität des Aktionspotentials.
Definition und Anwendungsbereich
Klassische elektrophysiologische Techniken
In der klassischen Elektrophysiologie werden Elektroden in verschiedene Präparate aus biologischem Gewebe eingebracht. Die wichtigsten Arten von Elektroden sind: 1) einfache feste Leiter, wie Scheiben und Nadeln (Einzel- oder Array-Elektroden), 2) Leiterbahnen auf einer Leiterplatte und 3) mit einem Elektrolyten gefüllte Hohlröhren, wie Glaspipetten. Zu den wichtigsten Präparaten gehören 1) lebende Organismen, 2) exzidiertes Gewebe (akut oder kultiviert), 3) dissoziierte Zellen aus exzidiertem Gewebe (akut oder kultiviert), 4) künstlich gezüchtete Zellen oder Gewebe oder 5) Hybride der oben genannten.
Wenn eine Elektrode klein genug im Durchmesser ist (in der Größenordnung von Mikrometern), kann der Elektrophysiologe die Spitze in eine einzelne Zelle einführen.
Viele bestimmte elektrophysiologische Messwerte haben spezifische Namen:
- Elektrokardiographie - für das Herz
- Elektroenzephalographie - für das Gehirn
- Elektrokortikographie - von der Großhirnrinde
- Elektromyographie - für die Muskeln
- Elektrookulographie - für die Augen
- Elektroretinographie - für die Netzhaut
- Elektroantennographie - für die olfaktorischen Rezeptoren bei Arthropoden
Fragen und Antworten
F: Was ist Elektrophysiologie?
A: Elektrophysiologie ist die Untersuchung der elektrischen Eigenschaften von biologischen Zellen und Geweben, einschließlich der Messung von Spannungsänderungen oder elektrischem Stromfluss auf verschiedenen Ebenen.
F: Was beinhaltet die Elektrophysiologie?
A: Die Elektrophysiologie umfasst Messungen von Spannungsänderungen oder des elektrischen Stromflusses in verschiedenen Größenordnungen, von einzelnen Ionenkanalproteinen bis hin zu ganzen Geweben wie dem Herzen, um die elektrischen Eigenschaften biologischer Zellen und Gewebe zu untersuchen.
F: Welche Art von Messungen umfasst die Elektrophysiologie in den Neurowissenschaften?
A: In den Neurowissenschaften umfasst die Elektrophysiologie Messungen der elektrischen Aktivität von Neuronen, insbesondere der Aktionspotentialaktivität.
F: Was ist eine Spannungsänderung in der Elektrophysiologie?
A: Die Spannungsänderung in der Elektrophysiologie ist die Differenz der elektrischen potentiellen Energie zwischen zwei Punkten pro elektrischer Ladungseinheit.
F: Was versteht man unter elektrischem Stromfluss in der Elektrophysiologie?
A: Elektrischer Stromfluss in der Elektrophysiologie ist der Fluss geladener Teilchen, wie Ionen oder Elektronen, durch ein leitendes Material.
F: Welche Bedeutung hat die Elektrophysiologie in Biologie und Medizin?
A: Die Elektrophysiologie ist in der Biologie und Medizin wichtig, weil sie die Untersuchung der elektrischen Eigenschaften von biologischen Zellen und Geweben ermöglicht, was Aufschluss über die Funktionsweise physiologischer Systeme wie des Herzens oder des Nervensystems geben kann.
F: Ist die Elektrophysiologie nur auf den menschlichen Körper beschränkt?
A: Nein, die Elektrophysiologie ist nicht auf den menschlichen Körper beschränkt, denn sie umfasst Messungen der elektrischen Eigenschaften von biologischen Zellen und Geweben in allen lebenden Organismen, einschließlich Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen.
