Wechselwirkungen von Calcium mit Natrium und Kalium in den Membranpotentialen des Zangenhais-Riesenaxons

Experimente wurden am Riesenaxon des Zangenhais durchgeführt, um die Beziehung zwischen der intrazellulären Spitzenamplitude und der externen Calciumionenkonzentration zu bestimmen. Der Rückgang des Aktionspotenzials bei niedriger externer Calciumkonzentration wird durch die gleichzeitige Entfernung von externem Natriumion stark beschleunigt. Die Korrelation des zeitlichen Verlaufs des Spitzenrückgangs in einer Lösung mit niedrigen Calcium- und Natriumkonzentrationen mit den zeitlichen Verläufen des Spitzenrückgangs nur in niedrigem Calcium und nur in niedrigem Natrium zeigt, dass der Effekt der gleichzeitigen Entfernung beider Ionen signifikant größer ist als die Summe der individuellen Effekte. Bei einer bestimmten Behandlungsdauer war die Spitzenamplitude eine Funktion der externen Calciumkonzentration. Während die Höhe des Spikes über den Bereich von 2,5 bis 50 Millimolar proportional zum Logarithmus der externen Calciumkonzentration ist, hängt die Proportionalitätskonstante von der Natriumkonzentration ab. Unter den Bedingungen von niedrigem externem Natrium (50 Prozent Reduktion) ist die Steigung der linearen Beziehung zwischen der Spike-Höhe und dem Logarithmus der externen Calciumkonzentration etwa 5-mal größer als bei normalem externem Natrium. Eine verringerte externe Calciumkonzentration und gleichzeitig erhöhte externe Kaliumkonzentration führen zu einer größeren Spikereduktion als die arithmetische Summe der Spikereduktionen bei niedrigem Calcium allein und bei hohem Kalium allein. Es wird vorgeschlagen, dass Calcium stark mit Natrium und Kalium im Mechanismus der Spike-Generierung interagiert. Eine theoretische Grundlage für diese Ergebnisse wird diskutiert.