主な相違点 – 格納電位と活動電位

神経細胞の細胞膜は、通常、静止膜電位にある。

細胞膜の内部は負に、外部は正に帯電しています。

神経系の信号は、電位差という形で神経細胞を通じて伝達されます。

安静時膜電位が失われることを脱分極といいます。

脱分極時に発生する電位差には、等級電位と活動電位の2種類があります。

等級電位と活動電位の主な違いは、等級電位が短距離で伝達可能な可変強度の信号であるのに対し、活動電位は長距離で伝達可能な大きな脱分極である点です。

また、電位は神経細胞内を伝搬する間に強度が低下することがありますが、活動電位は伝搬中に強度が低下することはありません。

グレード・ポテンシャルとは

階調電位とは、振幅が変化する膜電位のことです。

振幅は入力刺激の大きさに比例します。

階調電位は、脱分極または過分極のいずれかになります。

複数の階調電位は、時間的または空間的に統合することができる。

階調電位の伝達は、あらゆる方向に一様に起こりうる。

リガンド依存性イオンチャネルの開口により、電位差が発生する。

信号の強さは、距離とともに減衰する。

図1にグレーデッドポテンシャルの例を示す。

図1：グレーデッドポテンシャル

階調電位には、主に受容体電位、シナプス後電位、終末板電位の3つがあります。

受容体電位は、特殊な感覚受容体細胞で発生する電位です。

シナプス後電位は、神経細胞で発生する電位です。

シナプス後電位には興奮性シナプス後電位（EPSP）と抑制性シナプス後電位（IPSP）の2種類があります。

EPSPは脱分極時に発生し、IPSPは過分極時に発生する。

終末電位は、筋細胞で発生する。

行動電位とは

活動電位とは、神経細胞や筋肉細胞の膜に沿ったインパルス伝達に伴う電位の変化のことである。

活動電位には大きく分けて、脱分極、再分極、不応期の3段階があります。

膜電位が急激に変化することを脱分極という。

ここで、内部電荷が負から正に変化する。

イオンゲートチャネルの開口により、膜の脱分極が起こります。

ナトリウムチャネルが開くと、正電荷のナトリウムイオンが神経細胞内を移動するため、細胞内の正電荷が増加します。

活動電位の3つの段階を図2に示す。

図2: 活動電位の段階

神経細胞内の負電荷が回復することを再分極という。

これは、カリウムチャネルが開くことによって起こる。

カリウムイオンが神経細胞の外側に流入することで、細胞内のプラス電荷が減少する。

リフェクタリー期間とは、2つの活動電位の間の期間を指します。

この間にナトリウム・カリウムチャネルが開き、静止電位が回復する。

安静電位では、神経細胞の外側ではナトリウムイオンの濃度が高く、神経細胞の内側ではカリウムイオンの濃度が高くなっています。

格闘電位と活動電位の類似点

• 神経細胞の膜の脱分極には、「傾斜電位」と「活動電位」の2種類があります。
• 信号の伝達により発生する。

グレーデッドポテンシャルとアクションポテンシャルの違い

定義

傾斜電位。

膜電位は、振幅が変化することがあります。

活動電位。

神経細胞や筋肉細胞の膜に沿ってインパルスが伝達される際に生じる電位変化を指す。

脱分極/過分極

電位差があります。

電位は、脱分極と過分極のいずれかによって発生する。

活動電位。

活動電位は、脱分極によってのみ発生する。

脱分極の強さ

傾斜電位。

活動電位よりも弱い信号強度の変動がある場合があります。

活動電位。

活動電位は大きな脱分極で、閾値（+40mV）に到達する。

イオンチャンネル

グレーデッドポテンシャル リガンド依存性イオンチャネルにより発生する電位。

活動電位。

電位依存性イオンチャネルにより生成される。

距離

グレーデッドポテンシャル 傾斜電位は短距離でも伝わる可能性がある。

活動電位。

活動電位は長距離で伝送される可能性があります。

強さ

グレーデッドポテンシャル。

伝達中に強度が低下することがあります。

活動電位。

活動電位は、伝送中に強度が低下することはありません。

追加

グレーデッドポテンシャル 2つの階調電位を加算することができる。

活動電位。

2つの活動電位を足すことはできません。

結論

神経細胞が信号を伝達する際に発生する膜電位には、「傾斜電位」と「活動電位」の 2 種類があります。

傾斜電位は、活動電位よりも振幅が小さい。

そのため、信号の伝達中に減衰します。

しかし、活動電位は伝達中に減衰しない。

階調電位と活動電位の主な違いは、それぞれの膜電位の特徴にあります。