安静電位と活動電位の大きな違いは、安静電位が静止時の電圧、つまり興奮していない神経細胞の膜電位であるのに対し、活動電位は神経インパルスが伝わる際の興奮した神経細胞の膜電位であるということです。
さらに、安静電位は-70mVであるのに対し、活動電位は+40mVです。
安静時電位と活動電位は、神経細胞の軸索膜で発生する2種類の膜電位です。
安静電位は比較的静的であるのに対し、活動電位は膜上の特定の場所を考えると、急激に上昇・下降する。
主な対象分野
- 安静時電位とは
– 定義、特徴、重要性 - 活動電位とは
– 定義、特徴、重要性 - 安静時電位と活動電位の類似点とは
– 共通する特徴の概要 - 安静時電位と活動電位の違いとは？
– 主な違いの比較
Key Terms
活動電位、脱分極、過分極、カリウムチャネル、静止電位、ナトリウムチャネル
安静時電位とは
安静時電位とは、興奮状態にある細胞、主に神経細胞が静止しているときの膜電位のことです。
一般に神経細胞は、細胞膜の内側と外側のイオン分布が異なるため、内側がマイナスになっている。
基本的に、細胞膜の内側は外側と比較して-70mVとなる。
ここで、外側はナトリウムイオン濃度が高く、145mMとなる。
さらに、細胞外の塩化物イオン濃度は120mMと高い。
一方、細胞内のカリウム濃度（155mM）、有機イオンの細胞内濃度（100mM）も高い。
図1: 細胞膜電位
さらに、静止電位では、電位依存性ナトリウムと電位依存性カリウムの両イオンチャネルは閉じている。
しかし、ナトリウム・カリウム輸送体は、常にカリウムイオンを細胞内に、ナトリウムイオンを細胞外に送り出し、安静電位を維持している。
そのため、安静電位は比較的静的な値です。
行動電位とは
活動電位とは、神経インパルスが伝達される際の興奮性細胞の膜電位のことである。
しかし、活動電位の主な特徴は、細胞膜の局所的な発生であり、短時間しか持続しないことである。
一般に、活動電位は膜電位が閾値（-55mV）に達すると発火する。
その後、細胞膜は脱分極し、膜電位は+40mVまで上昇する。
図2: 活動電位の伝播
さらに、脱分極は急激なナトリウムの流入によって起こる。
閾値に反応して、すべてのナトリウムチャネルが開き、細胞膜内のナトリウムイオンの移動が可能になる。
しかし、ピークになると、ナトリウムイオンは閉じ、一方でカリウムイオンは開く。
すると今度は、カリウムイオンの細胞膜外への移動が可能になる。
そして、この脱分極の過程を過分極という。
静止電位と活動電位の類似性
- 安静時電位と活動電位は、神経細胞の軸索に発生する2種類の膜電位です。
- どちらも神経インパルスの伝達に重要です。
- 両者は、細胞膜を介したイオン移動の制御によって維持されています。
安静時電位と活動電位の違い
定義
安静電位とは、神経細胞などの興奮性細胞が刺激を受けていないとき、あるいはインパルスの通過に関与していないときの周囲に対する電位を指し、活動電位とは、筋細胞や神経細胞の膜に沿ってインパルスが通過したときに生じる電位変化を指します。
このように、静止電位と活動電位の主な違いを説明する。
意義
静止電位は静止状態の神経細胞の膜電位、活動電位は興奮状態の神経細胞の膜電位です。
値
安静電位が-70mVであるのに対して、活動電位は+40mVです。
自然
また、安静電位は比較的静的であるが、活動電位は膜上の特定の場所を考えると、急激に上昇・下降する。
電位依存性イオンチャネル
電位依存性ナトリウムイオンと電位依存性カリウムイオンチャネルは共に静止電位では閉じていますが、活動電位では電位依存性ナトリウムチャネルが開き、電位依存性カリウムチャネルが閉じます。
イオンの動き
静止電位では、外側に高いナトリウムイオン濃度、内側に高いカリウムイオン濃度が発生しますが、活動電位では、内側にナトリウムイオンが大量に流入してきます。
これが静止電位と活動電位のもう一つの違いです。
重要性
静止電位は静止状態では神経インパルスの伝達を許さないが、活動電位は膜を通して神経インパルスの伝達を可能にする。
以下略
さらに、静止電位の後には活動電位または段階的電位が続くが、活動電位の後には膜の過分極が続く。
結論
安静時電位とは、安静時の神経細胞の膜電位です。
一般的には-70mVです。
また、安静時電位では、膜の外側でナトリウムイオン濃度が高く、膜の内側でカリウムイオン濃度が高くなっている。
一方、活動電位は、神経インパルスが伝達される際の神経細胞の膜電位です。
一般に+40mVです。
ナトリウムイオンが多く流入することで発生する。
ただし、活動電位は上下するだけで、安静時電位のように膜上に持続することはない。
したがって、静止電位と活動電位の大きな違いは、膜電位の値とその重要性です。
