生物物理学 · 21.12
活動電位の伝播と不応期
Propagation of the action potential; refractory period
🧠 局所脱分極が隣接膜を閾値へ到達させ活動電位を再生する。 Na⁺チャネルの不活性化中は絶対不応期 absolute refractory period 絶対不応期(absolute refractory period) absolute refractory period(絶対不応期) となる。
局所回路電流と再生
活動部位から流れる局所回路電流が前方膜を脱分極させ、閾値を超えるたびにスパイク spike スパイク(spike) spike(スパイク) が再生する。ミエリン化myelination ミエリン化(myelination)myelination(ミエリン化) 軸索では電流がランヴィエ絞輪 node of Ranvier ランヴィエ絞輪(node of Ranvier) node of Ranvier(ランヴィエ絞輪) 間を受動的に広がり、絞輪node of Ranvier 絞輪(node of Ranvier)node of Ranvier(絞輪) で再生する跳躍伝導 saltatory conduction 跳躍伝導(saltatory conduction) saltatory conduction(跳躍伝導) となる。ただし節間膜と髄鞘周囲腔も伝導特性に関与するため、絞輪node of Ranvier 絞輪(node of Ranvier)node of Ranvier(絞輪) だけが独立に順番に興奮する単純像は近似である1。
軸索に沿う活動電位伝導
不応領域が後方への再興奮を抑え、通常の一方向伝導に寄与する。
flowchart TD
A["局所回路電流と再生"] --> B
B["軸索に沿う活動電位伝導"] --> C
C["不応領域が後方への再興奮を防ぎ一方向伝導を保証する"] --> D
D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='refractory period'>不応期</span>と<span class='jp-term jp-term-diagram' title='unidirectional'>一方向性</span>"]
不応期と一方向性
活動部位からの局所回路電流は受動的に空間減衰しながら前方膜へ広がり、閾値を超えた部位で活動電位を再生する。直後の膜ではNa⁺チャネル不活性化による絶対不応期 absolute refractory period 絶対不応期(absolute refractory period) absolute refractory period(絶対不応期) が続くため、後方への再興奮が強く抑えられる。不応性は時間だけでなく膜電位に依存するNa⁺チャネル回復にも左右され、結合や組織不均一性 heterogeneity 不均一性(heterogeneity) heterogeneity(不均一性) によっては一方向ブロックも起こりうる2。
不応期refractory period 不応期(refractory period)refractory period(不応期) は最大発火頻度 firing rate 発火頻度(firing rate) firing rate(発火頻度) を制限する。絶対不応期absolute refractory period 絶対不応期(absolute refractory period)absolute refractory period(絶対不応期) はNa⁺チャネル不活性化、相対不応期relative refractory period 相対不応期(relative refractory period)relative refractory period(相対不応期) は残るK⁺コンダクタンス conductance コンダクタンス(conductance) conductance(コンダクタンス) と一部チャネルの回復で説明できる。
まとめ
- 局所脱分極が隣接膜を閾値へ到達させ活動電位を再生する。Na⁺チャネルの不活性化中は絶対不応期 absolute refractory period 絶対不応期(absolute refractory period) absolute refractory period(絶対不応期) となる。
- 不応領域は後方への再興奮を抑え、通常の一方向伝導に寄与する。
- 不応期refractory period 不応期(refractory period)refractory period(不応期) は最大発火頻度 firing rate 発火頻度(firing rate) firing rate(発火頻度) を制限する。
出典
- 1.Saltatory Conduction along Myelinated Axons Involves a Periaxonal Nanocircuit(Cell・2020)跳躍伝導には節・節間膜と髄鞘周囲腔を含む二重ケーブル特性が関与する閲覧 2026-08-20
- 2.Refractoriness in human atria: Time and voltage dependence of sodium channel availability(Journal of Molecular and Cellular Cardiology・2016)不応性はNaチャネルの時間依存性と電位依存性の回復に左右される閲覧 2026-08-20