Die Messung von Aktionspotentialen und Mustern der Erregungsausbreitung mittels optischer Methoden

Zusammenfassung Neben der Verwendung von Elektroden zur Erfassung von Aktionspotentialen und der Erregungsausbreitung in elektrisch aktiven Zellen und Geweben hat sich die optische Membranspannungsmessung als zusatzliche wertvolle Methode etabliert. Sie beruht auf der Eigenschaft spezieller Farbstoffe, die, wenn sie an die Zellmembran gebunden sind, ihre optischen Eigenschaften in linearer Abhangigkeit von der Membranspannung andern. Wir haben zwei eigene Meβplatze, einen zur Untersuchung von Herzteilpraparaten und einen fur isolierte Herzmuskelzellen, aufgebaut und das elektrische Verhalten dieser Praparate (von Ratte und Meerschweinchen) untersucht. Simultane optische und elektrische Messungen von Aktionspotentialen an isolierten Herzmuskelzellen zeigten das uberlegene ortliche und zeitliche Auflosungsvermogen der optischen Methode. Mittels optischen Mappings konnten wir direkt Inhomogenitaten der Erregungsausbreitung in Papillarmuskeln zeigen; auch der storende Einfluβ von Flecainid (ein Antiarrhythmikum) auf die Ausbreitung war nachweisbar. Optische Vielpunktmessungen an der isolierten Zelle zeigten im allgemeinen hochst synchrone Anstiegsflanken der Aktionspotentiale innerhalb der Zelle, als Ausnahme aber auch signifikante Zeitunterschiede. Dieselbe Methode zeigte auch (als einzig mogliche) die komplexen elektrischen Muster in Zellen und Geweben unter Feldstimulation.