膜電位と活動電位の主な違いは、膜電位が神経細胞の内側と外側の電荷の差であるのに対し、活動電位は電気信号が神経細胞を通過する際に神経細胞に生じる電位である点です。

膜電位と活動電位は、神経細胞の細胞膜に発生する2種類の電位です。

膜電位とは

膜電位とは、静止状態にある神経細胞の細胞膜の内側と外側の電荷差のことである。

そのため、静止膜電位、静止電圧とも呼ばれる。

静止電位は、カリウムイオン、ナトリウムイオン、カルシウムイオン、塩化物イオンに対する膜透過性の違いによって存在します。

一般に、これは、イオンチャネル、イオン輸送体、交換体の機能活性が変化するために起こります。

静止膜電位は、植物や動物の細胞の膜貫通電位の中で比較的安定した値です。

図1：膜電位

カリウムイオンの膜透過性は他のイオンに比べて非常に高い。

このカリウムイオンの強い勾配により、細胞外膜は正の電荷を帯びている。

カリウムイオンの濃度勾配には、イオンポンプも関与している。

行動電位とは

活動電位とは、神経細胞の細胞膜上の特定の場所で、急激な上昇と下降を繰り返す膜電位のことです。

安静時の膜電位が脱分極したものです。

そして、細胞膜の特定の場所が脱分極することで、隣接する場所が脱分極する。

通常、活動電位は、神経細胞、筋肉細胞、一部の植物細胞などの興奮性細胞で発生する。

：図2 活動電位

さらに、膜電位が閾値である-55 mVに達すると、活動電位が発生する。

その後、細胞膜は脱分極を起こし、膜電位は+40mVまで上昇する。

一般に、脱分極は急激なナトリウムの流入によって起こる。

閾値に対応して、すべてのナトリウムチャネルが開口し、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。

この脱分極の過程を過分極という。

膜電位と活動電位の類似性

• 膜電位と活動電位は、神経細胞の細胞膜に発生する2種類の電位です。
• どちらの電位も、イオンの不均等な分布によって発生する。

膜電位と活動電位の違い

定義

膜電位とは、細胞が励起されていないときの細胞内と細胞外のマトリックスの電位差を指し、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することに伴う電位変化を指す。

意義

一般に、膜電位は静止状態の神経細胞の細胞膜の内側と外側の電荷差であり、活動電位は電気信号が神経細胞を通過しているときの神経細胞の細胞膜上の電荷差です。

発生状況

膜電位は神経細胞が静止しているときに発生し、活動電位は電気信号が膜を通過しているときに発生します。

値

膜電位は-70mV、活動電位は+40mV。

潜在的な可能性の種類

膜電位は静的であるのに対し、活動電位は膜上の電位が急激に上昇・下降するものです。

電位依存性イオンチャネルの働き

電位依存性ナトリウムチャネルは膜電位で閉じているが、電位依存性ナトリウムチャネルは活動電位で開く。

イオンの動き

膜電位はカリウムイオン、ナトリウムイオン、カルシウムイオン、塩化物イオンの膜透過性の違いにより発生し、活動電位はナトリウムイオンの大量流入により発生します。

重要性

膜電位は神経インパルスを伝達しないが、活動電位は神経インパルスを伝達する。

以下略

さらに、膜電位に続いて活動電位または傾斜電位が発生し、活動電位に続いて細胞膜の過分極が発生する。

結論

膜電位とは、簡単に言うと、神経細胞の細胞膜の内側と外側の電荷の差のことです。

神経細胞が静止しているときに発生する。

一方、活動電位は、電気信号が神経細胞を通過しているときの、細胞膜の内側と外側の電荷差です。

膜電位は-70mVで、ナトリウムイオン、カルシウムイオン、カリウムイオン、塩化物イオンの透過性の違いにより発生する。

しかし、活動電位はナトリウムイオンの急激な流入により発生する。

それにより、神経インパルスが伝達される。

したがって、膜電位と活動電位の主な違いは、細胞膜の電荷の違いです。