脱分極と再分極の主な違いは、脱分極は細胞膜の分極が変化して静止膜電位が失われることであるのに対し、再分極は脱分極イベントの後に静止膜電位が復元されることである。
さらに、脱分極時には内膜のマイナス電荷が減少し、再分極時には内膜のマイナス電荷が回復する。
脱分極と再分極は、神経インパルスが伝達される際に細胞膜で起こる連続的な2つのイベントです。
この記事の重要な単語
- 脱分極とは
– 定義、安静時膜電位、活動電位 - 再分極とは
– 定義、カリウムチャネル、重要性 - 脱分極と再分極の類似点とは?
– 共通する特徴の概要 - 脱分極と再分極の違いとは?
– 主な違いの比較
Key Terms
活動電位、脱分極、カリウムチャネル、再分極、安静時膜電位、ナトリウムチャネル
脱分極とは
脱分極とは、安静時膜電位がより正の値に変化することです。
安静時膜電位とは、静止状態の細胞膜を横切る電位で、-70mVです。
これは、細胞の外側と比較して、細胞の内側がより負に帯電していることを意味する。
安静時膜電位は、次のような仕組みで維持されています。
- 細胞からカリウムイオンが継続的に拡散すること。
- ナトリウム-カリウムポンプの働き(3個のナトリウムイオンを細胞外に送り出し、2個のカリウムイオンを細胞内に取り込む)。
3.細胞内にタンパク質やリン酸イオンなど、より負に帯電したイオンが存在すること。図1:活動電位の発生
活動電位が発火しようとするとき、ナトリウムチャネルが開くことで脱分極電流が発生し、より多くのナトリウムイオンが細胞内に入り込む。
その結果、細胞内部の負電荷が減少する。
膜電位が-55 mVになると、活動電位が発火する。
活動電位という形で神経インパルスが伝達されている間、細胞膜を横切る膜電位は+30 mVです。
再分極とは
再分極とは、細胞膜が脱分極した後、膜電位が静止膜電位に再変換されることをいいます。
脱分極後は、内部にマイナス電荷が少ないナトリウムチャネルが閉じられ、内部にプラスイオンが多く存在するためカリウムチャネルが開かれる。
その結果、カリウムイオンが細胞外に移動し、細胞内がよりマイナスになる。
最後に、再分極により静止膜電位が回復する。
再分極は、脱分極のときとは異なり、筋肉などの効果器官へのシグナル伝達による機械的な活動の引き金となることはない。
しかし、再分極は、細胞膜が2回目の脱分極を行い、2回目の神経インパルスを伝達できる状態にするために必要である。
脱分極と再分極の類似性
- 脱分極と再分極は、神経インパルスが伝達される際に神経細胞の細胞膜上で起こる2つの現象です。
- どちらもイオンチャネルの開閉によって制御される。
- 両者ともイオンチャネルの開閉によって制御されている。
脱分極と再分極の違い
定義
脱分極とは、細胞の膜電位がより正の値に動くことであり、再分極とは、膜電位が変化して負の値に戻ることである。
膜電位の変化
脱分極時には内膜の負電位が小さくなり、再分極時には内膜が負になる。
膜電位
脱分極すると膜電位が上昇し、再分極すると膜電位が下降して静止膜電位に戻る。
アクションポテンシャル
脱分極すると活動電位の発生が促進され、再分極すると活動電位の発生が抑制される。
イオンチャンネル
ナトリウムチャネルが開くと脱分極し、ナトリウムチャネルが閉じたりカリウムイオンチャンネルが開くと再分極する。
重要性
脱分極すると筋収縮などの効果器官が刺激されるのに対し、再分極すると効果器官が刺激されない。
結論
脱分極とは、静止膜電位が低下して活動電位が発生しやすくなる過程です。
一方、再分極は、その後に静止膜電位が回復する過程です。
細胞膜の脱分極はナトリウムチャネルの開口によって、再分極はカリウムチャネルの開口によって行われる。
脱分極と再分極の主な違いは、静止膜電位への影響です。