Biophysics · 21.05

静止膜電位

Resting transmembrane potential

🧠 典型的な神経細胞の静止膜電位resting membrane potential静止膜電位（resting membrane potential）resting membrane potential（静止膜電位）は約−70 mVである。 静止時にK⁺透過性が高いためVmはK⁺平衡電位equilibrium potential平衡電位（equilibrium potential）equilibrium potential（平衡電位）へ近づく。

K⁺透過性と静止電位

静止時の膜はK⁺漏洩チャネルの寄与が大きいのでVmはE_Kへ近づくが、Na⁺やCl⁻の有限透過性が値をずらす。ポンプは直接小さな起電性電流を作るだけでなく、長期的に濃度勾配を維持する。

漏洩電流が釣り合うまで

少量のNa⁺漏洩などで完全にはEKと一致しない。

flowchart TD
  A["K⁺透過性と静止電位"] --> B
  B["漏洩電流が釣り合うまで"] --> C
  C["少量のNa⁺漏洩などで完全にはEKと一致しない"] --> D
  D["ポンプが保つ定常状態"]

ポンプが保つ定常状態

静止時はK⁺透過性が高いため、膜電位 $V_m$ はK⁺の平衡電位equilibrium potential平衡電位（equilibrium potential）equilibrium potential（平衡電位）へ近づく。ただしNa⁺やCl⁻もわずかに透過するので完全には $E_K$ と一致せず、複数イオンの濃度と相対透過性relative permeability相対透過性（relative permeability）relative permeability（相対透過性）を組み合わせるGoldman–Hodgkin–Katz方程式で近似する。

Na⁺/K⁺-ATPasesodium-potassium ATPaseNa⁺/K⁺-ATPase（sodium-potassium ATPase）sodium-potassium ATPase（Na⁺/K⁺-ATPase）が濃度勾配を維持する定常状態であり真の平衡ではない。静止膜電位resting membrane potential静止膜電位（resting membrane potential）resting membrane potential（静止膜電位）は電流の総和field potential総和（field potential）field potential（総和）が0となる定常値であり、各イオンが個別に平衡にある状態ではない。

まとめ

典型的な神経細胞の静止膜電位resting membrane potential静止膜電位（resting membrane potential）resting membrane potential（静止膜電位）は約−70 mVである。静止時にK⁺透過性が高いためVmはK⁺平衡電位equilibrium potential平衡電位（equilibrium potential）equilibrium potential（平衡電位）へ近づく。
少量のNa⁺漏洩などで完全にはEKと一致しない。
Na⁺/K⁺-ATPasesodium-potassium ATPaseNa⁺/K⁺-ATPase（sodium-potassium ATPase）sodium-potassium ATPase（Na⁺/K⁺-ATPase）が濃度勾配を維持する定常状態であり真の平衡ではない。