ニューロンの静止電位と活動電位

外からなにも刺激のない状態では、ニューロンは外側と内側で数十mVの電位差がある。外側を0Vとすると、内側はおよそ-60mVとなり、これを静止電位という。

ニューロンの樹状突起に変化が起きる(興奮という)と、内側の電圧が上がりマイナスからプラスになる。この電位の変化を活動電位という。


電位はある地点を0としたときの電圧の値をいい、プラスとマイナスがある。どの方向に電流が流れるかで正負が決まる。物理では電位を「高さ」のように定めているので、ニューロンの内側の電位が興奮によって変化することを活動電位ということは、少し変かもしれない。活動電位は英語で action potential といい、電位は electric potential という。

静止電位

そもそもなぜニューロンの内側は電位がマイナスなのか? 細胞内外にはカリウムイオン(K+)があり、内側は外側よりもカリウムイオンが多い。

細胞膜にはカリウムチャネルというカリウムイオンの通り道があり、内側から外側にむかってカリウムイオンが流れる。電位(電圧)は電気やイオンが流れていくときに生じ、カリウムイオンの流れによって静止電位が生じる。

活動電位

カリウムイオンと同じようにナトリウムイオンも細胞内外にあるが、ナトリウムイオンは外側で多い。細胞膜にあるナトリウムチャネルはふだん閉じており、外側と内側でナトリウムイオンの濃度差がある。

ニューロンに興奮が生じるとナトリウムチャネルが開いて、外側のナトリウムイオンが内側に入ってくる。この電気の流れは通常時のカリウムイオンの流れと逆である。ナトリウムイオンの流入により、ニューロンの内側の電位はプラスになる(活動電位)。

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