静止膜電位とは何ですか？ - ジオグラフィア

静止膜電位または休止ニューロンの膜が興奮または阻害作用電位によって変更されていないときの電位が発生します。ニューロンが信号を送信しておらず、休憩しているときに発生します。膜が静止しているとき、セルの内側は外側に対して負の電荷を持っています。

静止膜電位は約-70マイクロボルトです。これは、ニューロンの内側が外側より70 mV小さいことを意味します。また、この時点では、ニューロンの外側にナトリウムイオンが多く、ニューロンの内側にカリウムイオンが多くあります。

Na + / K + -ATPase、および関連するイオンの拡散の影響は、動物細胞の膜全体の静止電位を維持するための主要なメカニズムです。

膜電位はどういう意味ですか？

2つのニューロンが情報を交換するには、活動電位を与える必要があります。活動電位は、軸索の膜の一連の変化（ニューロンの延長または「ワイヤー」）で構成されます。

これらの変化により、さまざまな化学物質が軸索内からその周囲の流体（細胞外液と呼ばれる）に移動します。これらの物質の交換により電流が発生します。

膜電位は、神経細胞の膜に存在する電荷として定義されます。具体的には、ニューロンの内部と外部の電位差を指します。

静止した膜電位は、膜が比較的不活性で静止していることを意味します。その時にあなたに影響を与える活動電位はありません。

これを研究するために、神経科学者はサイズが大きいため、イカの軸索を使用しました。あなたにアイデアを与えるために、この生き物の軸索は哺乳類の最大の軸索よりも100倍大きいです。

研究者たちは巨大な軸索を海水の入れ物に入れたので、それは数日間生き残ることができます。

軸索によって生成される電荷とその特性を測定するために、2つの電極が使用されます。それらの1つは電流を提供でき、もう1つは軸索からのメッセージを記録します。微小電極と呼ばれる、軸索への損傷を回避するために非常に細かいタイプの電極が使用されます。

一方の電極が海水中に配置され、もう一方の電極が軸索内に挿入された場合、後者は外部液体に対して負の電荷を持っていることが観察されます。この場合、電荷の差は70 mVです。

この違いは膜電位と呼ばれます。それがイカの軸索の静止膜電位が-70 mVであると言われている理由です。

ニューロンは電気化学的にメッセージを交換します。これは、ニューロンの内部と外部にさまざまな化学物質があり、神経細胞への侵入が増加または減少すると、異なる電気信号を発生させることを意味します。

これは、これらの化学物質に電荷があるために発生します。これが「イオン」として知られている理由です。

私たちの神経系の主なイオンは、ナトリウム、カリウム、カルシウム、塩素です。最初の2つは正の電荷を含み、カルシウムは2つの正の電荷を持ち、塩素は負の電荷を持ちます。しかし、私たちの神経系にはいくつかの負に帯電したタンパク質もあります。

一方、ニューロンは膜によって制限されていることを知ることが重要です。これにより、特定のイオンが細胞の内部に到達し、他のイオンの通過をブロックします。そのため、半透膜と言われています。

異なるイオンの濃度が膜の両側でバランスをとろうとするという事実にもかかわらず、それはそれらのいくつかだけがそのイオンチャネルを通過することを可能にします。

静止膜電位がある場合、カリウムイオンは膜を簡単に通過できます。ただし、ナトリウムと塩素イオンは、この時期を通過するのがより困難です。同時に、膜は負に帯電したタンパク質分子がニューロンの内部を離れることを防ぎます。

また、ナトリウム・カリウムポンプも始動。それはそれがそれにそれを導入する2つのカリウムイオンごとに3つのナトリウムイオンをニューロンの外に移動する構造です。したがって、静止膜電位では、より多くのナトリウムイオンが細胞外で観察され、より多くのカリウムが細胞内で観察されます。

ただし、ニューロン間でメッセージを送信するには、膜電位の変化が発生する必要があります。つまり、安静時の電位を変更する必要があります。

これは2つの方法で発生する可能性があります：脱分極または過分極。次に、それぞれの意味を確認します。

前のケースで、研究者が特定の場所で膜電位を変える電気刺激装置を軸索に置いたと仮定します。

軸索の内部は負の電荷を帯びているため、この場所に正の電荷を加えると脱分極が起こります。したがって、軸索の外側と内側の電荷の差が減少し、これは膜電位が減少することを意味します。

脱分極では、膜電位は静止状態になり、ゼロに向かって減少します。

一方、過分極では、細胞の膜電位が増加します。

いくつかの脱分極刺激が与えられると、それらのそれぞれが膜電位をもう少し変化させます。特定のポイントに達すると、突然反転することがあります。つまり、軸索の内側は正の電荷に達し、外側は負の電荷になります。

この場合、静止膜電位を超えています。これは、膜が過分極している（通常よりも分極している）ことを意味します。

プロセス全体には約2ミリ秒かかる場合があり、膜電位は通常の値に戻ります。

膜電位が急速に反転するこの現象は、活動電位として知られており、軸索を介して端末ボタンにメッセージが送信されます。活動電位を生成する電圧の値は、「励起しきい値」と呼ばれます。

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