神経生理学

質問

活動電位の発生メカニズムが今ひとつ分かりません。
K+、Na+、Ca2+などのチャネルからのイオンの流入はわかるのですが、それに関する『内向き・外向き電流』といったような、少し電気的な話になると分からなくなります。『膜がコンデンサの役割をする』ということもよく言われますが、『コンデンサ』の「蓄電」とかいう意味もよくわかりません。

そのあたりのことをまとめて説明しただきたいです。どうかよろしくお願いします。

回答No.2

plexus · ベストアンサー

内向き電流、外向き電流とは、

電流とは電荷の移動のことであるから、
Na+が細胞内に流入したらそれは、
プラスの電荷が内向きに移動しているということなので、
内向き電流です。
その逆が外向き電流です。
Cl-は陰イオンなので、これが入ると外向き電流ということになります。

膜がコンデンサの役割をするということについて。

コンデンサとはふたつの金属板（つまり導体）の間に
絶縁体がはさまれている状態です。

イオンはチャネルを通してのみ細胞内外の交通ができ、
そのほかの膜の部分は、脂質二重膜という構造で、
絶縁体です。
細胞内外は水溶液なので、イオンが移動できます。
だからそこの部分は金属板と類似のものとして
考えることができるのです。（まぁもちろんコンデンサの
金属板の場合は電子は均等に分布しますが、細胞内外の
溶液の場合、電荷であるイオンが均等に分布するのは
時間がかかるんでしょうけどね）

で、その「コンデンサになる意味」なのですが、

コンデンサはその性質から、
絶縁体で隔たれた部分の上と下で異なる電位を
保つことができるわけです。（もし絶縁体でなければ、
区切られた二つの部分の電位は等しくなる。当然膜には
チャネルがあって、区切られた二つの部分のエネルギーを
等しくするようにイオンは移動しているんですが、
それはATPをつかったポンプが逆向きにイオンを
くみだしていることで解決しています）

この電位差を、たとえば
Na＋チャネルが認知して活性化するのです。
いわゆる活動電位の臨界脱分極というのは、
ある大きさの電位差の認知なのですね。

そのためにこのようなコンデンサ構造になっているのです。

お礼

おもわず「なるほど～」とうなってしまう解説、ありがとうございました！難しい内容ですがよくわかりました！

回答No.1

suiran2

細胞膜は，膜を横切るイオンの移動が生じますが，電気的には「電池」や「コンデンサー」と原理は同じだと思います。その辺は下記URLが参考になりませんでしょうか。

参考URL：

http://www.fnorio.com/0038Nerve_signal11/Nerve_signal11.htm

お礼

非常に分かりやすく解説してあるページを教えていただき、ありがとうございました！参考にさせていただきます！