膜電位とは何ですか？

膜電位は、細胞の膜に存在する電圧です。 膜貫通電位としても知られ、神経細胞またはニューロンで特に重要です。 膜電位は、細胞の内側と外側の間の電位差によって引き起こされます。 ニューロンが静止しているとき、つまり神経インパルスを発していないとき、その細胞膜の内側は、細胞の外側と比較すると負の電荷を持っています。 これは、膜のすぐ内側と外側の異なる濃度の荷電イオンに起因します。

細胞膜はナトリウムイオンとカリウムイオンが細胞の内外を自由に通過して平衡に達することを許可しないため、膜電位が発生します。 代わりに、イオンチャネルとして知られる特別な通路により、カリウムイオンが細胞膜を通って移動し、細胞内の正電荷が減少します。 膜内のイオンポンプは、エネルギーを使用してナトリウムイオンをセルから送り出し、カリウムを送り込みます。これらのイオントランスポーターによってセルに移動したカリウムイオンの各ペアに対して、3つのナトリウムイオンが外側に移動し、セルからの正電荷。 細胞内の負に帯電したタンパク質分子も離れることを防ぎます。

一緒に、これらの要因は、膜電位を形成する外側に対して細胞の内側に負電荷を作成します。 安静時の電位は一定ですが、あるニューロンから別のニューロンにインパルスが伝達されると神経細胞が変化します。 神経インパルス伝達中に、活動電位として知られているものが発生し、そこで細胞膜は脱分極と呼ばれるプロセスを通過します。 活動電位の後、膜電位は通常の静止状態に戻り、通常は膜の内側と外側の-70ミリボルトの差として測定されます。

活動電位は、神経刺激が細胞に到達すると始まり、細胞膜に特別なナトリウムチャネルを開きます。 正に帯電したナトリウムイオンがセルに入り、膜電位が変化し、負になりにくくなります。 作用閾値として知られるポイントに達すると、さらに多くのナトリウムチャネルが開き、細胞膜の内部が正に帯電します。これは通常の逆です。

活動電位のピーク付近で、カリウムチャネルが開き、カリウムが細胞から溢れ出ます。 これにより、細胞の内部がより陰性になり、膜が再分極します。 ナトリウムチャネルもこの時期に閉じます。 通常、再分極はオーバーシュートし、通常の静止膜電位に徐々に戻ります。 膜電位を逆転させて活動電位を作り出すこのプロセスにより、神経に沿ってインパルスが伝達されます。