生物物理学

生物物理学 · 21.11

活動電位中のイオン電流

Ion currents during the action potential

🧠 の急速な活性化でNa⁺内向き電流と脱分極が起こる。 Na⁺チャネルはすぐ不活性化する。

Na⁺電流とK⁺電流の時間差

脱分極相ではNa⁺チャネルの活性化が速く、ではNa⁺不活性化とK⁺の増加が重なる1。も主にK⁺増加で生じるが、速い・中間・遅いには細胞種に応じて異なるK⁺電流が関与し、遅延性K⁺チャネルだけには還元できない2。

脱分極から後過分極まで

遅れてK⁺チャネルが開きK⁺で再分極する。

flowchart TD
  A["Na⁺電流とK⁺電流の時間差"] --> B
  B["脱分極から<span class='jp-term jp-term-diagram' title='afterhyperpolarization'>後過分極</span>まで"] --> C
  C["遅れてK⁺チャネルが開きK⁺<span class='jp-term jp-term-diagram' title='outward current'>外向き電流</span>で再分極する"] --> D
  D["電気化学的<span class='jp-term jp-term-diagram' title='driving force'>駆動力</span>"]

電気化学的駆動力

各は、チャネルのとVm−EiV_m-E_iという電気化学的の積で決まる。Na⁺チャネルの急速な活性化・不活性化と、遅れて開くK⁺チャネルの時間差が、活動電位の脱分極・再分極・を作る。

チャネル動態の時間差が波形を作る。電流の向きはイオン種だけでなくVmV_mとEiE_iの差、すなわちで決まる。

まとめ

  • の急速な活性化でNa⁺内向き電流と脱分極が起こる。Na⁺チャネルはすぐ不活性化する。
  • 遅れてK⁺チャネルが開きK⁺で再分極する。
  • チャネル動態の時間差が波形を作る。

出典

  1. 1.Voltage-gated sodium channels at 60: structure, function and pathophysiology(The Journal of Physiology・2012)電位依存性Naチャネルの活性化と速い不活性化が活動電位開始を担う閲覧 2026-08-20
  2. 2.Multiple potassium conductances and their functions in neurons from cat sensorimotor cortex in vitro(Journal of Neurophysiology・1988)再分極と複数時間域の後過分極には異なるKコンダクタンスが関与する閲覧 2026-08-20