主な相違点 – 脱分極と過分極
神経系における信号の伝達は、電気インパルスの形で行われます。
これらの電気インパルスは、神経細胞の膜上で発生します。
神経細胞を介した電気インパルスの伝達には、さまざまな種類のイオンチャネルが関与しています。
通常、神経細胞膜の外側ではナトリウムイオンの濃度が高く、神経細胞膜の内側ではカリウムイオンの濃度が高くなります。
このときの電位を静止膜電位という。
安静時膜電位の変化には、脱分極と過分極があります。
脱分極と過分極の大きな違いは、脱分極は静止膜電位が低下することで、過分極は静止膜電位が上昇することである。
脱分極とは
脱分極とは、ナトリウムイオンの透過性が変化することにより、分極が失われることをいいます。
これにより、ナトリウムイオンが神経細胞や筋肉細胞の内部へ移動する。
神経細胞が静止しているときの電位を静止電位といいます。
安静時の膜電位は-70mVです。
しかし、神経細胞内で信号が伝達されると、脱分極電流によって活動電位が発生します。
脱分極電流は、ナトリウムイオンチャネルが開くことで発生する。
ナトリウムイオンは外側から細胞内を移動する。
膜電位が-55mVになると、活動電位が発生します。
この-55mVを閾値と呼びます。
活動電位時の膜電位は+30mVです。
脱分極時の膜電位の変化を図1に示す。
図1：脱分極の様子
活動電位が固定値であるため、脱分極時の電位も固定値です。
脱分極電位より小さい膜電位を階調電位と呼ぶ。
活動電位が伝送中にその強さを失わないのに対して、階調電位は伝送中に減衰する。
ハイパーポラライゼーションとは
過分極とは、電荷の量が増え、静止膜電位がよりマイナスになることをいいます。
過分極は、脱分極の逆です。
膜の外側の負電荷を増加させるので、過分極によって活動電位の発生が妨げられる。
過分極は、カリウムイオンの開口部によって起こります。
カリウムイオンは細胞外に移動し、塩化物イオンは細胞内に移動する。
静止電位、脱分極、過分極時のイオンの動きを図2に示す。
図2: 静止電位、脱分極、過分極時のイオンの動き
神経細胞は活動電位の発生後、過分極状態になる。
不応期とは、2つの活動電位の間の時間です。
過分極は不応期で起こる事象の一つです。
脱分極と過分極の類似性
- 脱分極と過分極は、ともに静止膜電位の変化です。
- 脱分極と過分極は、どちらもイオンチャネルの開口によって引き起こされる。
脱分極と過分極の違い
定義
脱分極。
神経細胞や筋肉細胞の内部へのナトリウムイオンの透過性が変化し、分極が失われることを脱分極という。
過分極。
電荷量が増加し、静止膜電位がより負になること。
チャージ差分
脱分極。
脱分極：細胞膜の外側がマイナスに、内側がプラスに帯電すること。
過分極。
過分極：安静時の膜電位と比較して、細胞膜の内部がより負に、外部がより正に帯電している状態。
膜電位
脱分極する。
脱分極：膜電位を低下させる。
過分極。
過分極：膜電位が上昇します。
イオンチャンネル
脱分極。
ナトリウムイオンチャネルの開口により脱分極する。
過分極。
過分極は、ナトリウムチャネルが閉じ、ナトリウムチャネルが開くことによって起こる。
アクションポテンシャル
脱分極。
脱分極すると活動電位が発火する。
過分極。
過分極：活動電位の発生を抑制する。
結論
神経細胞の細胞膜に生じる膜電位には、脱分極と過分極の2種類があります。
脱分極とは、膜電位が低下して活動電位が発生することである。
過分極とは、膜電位が上昇することで、活動電位の発生を抑制する。
脱分極と過分極の主な違いは、それぞれの膜電位の変化です。
