Biophysics · 21.11
活動電位中のイオン電流
Ion currents during the action potential
🧠 電位依存性Na⁺チャネルvoltage-gated Na+ channel電位依存性Na⁺チャネル(voltage-gated Na+ channel)voltage-gated Na+ channel(電位依存性Na⁺チャネル)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、再分極相repolarization phase再分極相(repolarization phase)repolarization phase(再分極相)ではNa⁺不活性化と遅延整流rectification整流(rectification)rectification(整流)性K⁺チャネルの開口が重なる。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)がしばらく高いままなので後過分極afterhyperpolarization後過分極(afterhyperpolarization)afterhyperpolarization(後過分極)が生じる。
脱分極から後過分極まで
遅れてK⁺チャネルが開きK⁺外向き電流で再分極する。
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⁺外向き電流で再分極する"] --> 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
各イオン電流ionic currentイオン電流(ionic current)ionic current(イオン電流)は、チャネルのコンダクタンスconductanceコンダクタンス(conductance)conductance(コンダクタンス)とという電気化学的駆動力driving force駆動力(driving force)driving force(駆動力)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・後過分極afterhyperpolarization後過分極(afterhyperpolarization)afterhyperpolarization(後過分極)を作る。
チャネル動態の時間差がスパイクspikeスパイク(spike)spike(スパイク)波形を作る。電流の向きはイオン種だけでなくと平衡電位equilibrium potential平衡電位(equilibrium potential)equilibrium potential(平衡電位)の差、すなわち駆動力driving force駆動力(driving force)driving force(駆動力)で決まる。
まとめ
- 電位依存性Na⁺チャネルvoltage-gated Na+ channel電位依存性Na⁺チャネル(voltage-gated Na+ channel)voltage-gated Na+ channel(電位依存性Na⁺チャネル)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⁺外向き電流で再分極する。
- チャネル動態の時間差がスパイクspikeスパイク(spike)spike(スパイク)波形を作る。