休息の可能性は何ですか？

静止電位は、細胞膜の両端の電圧の差であり、静止電圧と呼ばれることもあります。 ニューロンや筋肉細胞などの特定の種類の細胞は、静止電位を使用して、細胞と体内の変化を実現します。 活動電位、筋肉の収縮、細胞内の平衡プロセスの確立または変化はすべて、膜の静止電位に関係しています。

サイトゾル、または細胞内部、ならびに異なる細胞区画および細胞小器官の内部には、さまざまな濃度のイオンがあります。 イオンは正または負に帯電するため、これらの異なるコンパートメント間に電荷差が生じ、電位差が形成されます。 多くの場合、細胞はタンパク質イオンポンプとチャネルを使用して、膜全体でこの差を維持する必要があります。 電位差が維持されるとき、それは静止電位と呼ばれます。

膜の静止電圧の生成と維持に最も関係するイオンは、ナトリウム（Na）およびカリウム（K）イオンです。 一般に、K ⁺の濃度はセルの内側よりも外側の方が大きく、Na ⁺の濃度はセルの外側より内側の方が高くなります。 この差は、相対濃度を維持するためにエネルギーにアデノシン三リン酸（ATP）を使用するNa ⁺ / K ⁺ -ATPaseと呼ばれる膜タンパク質ポンプによって維持されます。 ポンプは、2つのK ⁺イオンが排出されるたびに3つのNa ⁺イオンをセルに取り込み、セルの内部により多くの負電荷を与えます。 この静止電位は、電位差を使用して活動電位を発火させるニューロンにとって特に重要です。

神経系のニューロンやその他の細胞では、静止電位が乱れたときに活動電位が生成されます。 活動電位は、特定のイオンチャネルを介して細胞にNa ⁺イオンが流入することから始まり、特定のしきい値に達すると膜電位の脱分極が生じます。 ここでは、活動電位が生成され、電気信号がニューロンを介して送信されます。 Na ⁺のスパイクに続いて、より多くの電位依存性イオンチャネルが開き、細胞からK ⁺を放出します。活動電位のステップは過分極として知られており、膜電位は通常の静止電圧以下に低下します。 その後、細胞は、再分極の過程でNa ⁺ / K ⁺ -ATPaseを使用してその静止電位を再確立します。

カルシウム（Ca）イオンは、筋肉細胞の静止膜電位の維持にも重要です。 Ca ²⁺イオンは筋小胞体と呼ばれる細胞小器官に保存されます。小器官には、コンパートメント内の高濃度のCa ²⁺を維持するためのタンパク質ポンプが含まれています。 筋肉細胞が収縮するように指示されると、電気信号が静止電位を使用して筋小胞体をトリガーします。 その後、コンパートメントが開き、Ca ²⁺イオンが細胞に放出され、筋肉に収縮する繊維に結合します。