神経軸索における活動電位で、立つ分極相と再分極相ではどのような働きによってどのような変化がおきているのか知りたいです。

A 回答 (2件)

http://bme.ahs.kitasato-u.ac.jp/qrs/phy/phy00002 …
ここを見ればすべてわかると思います。
図がないのでパッと見はわかりにくいかもしれませんが、
自分で絵を描きながら勉強するとわかりやすいと思います。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。非常に分かりやすいサイトで、助かりました。このサイトをこれからの勉学に役立てて頑張りたいと思います。

お礼日時:2002/02/10 21:28

脱分極はナトリウムチャンネルが開き、細胞外のナトリウムが細胞内に入ることにより細胞内がマイナスからゼロに近づきさらにはプラス側にまで傾きます。

再分極時はこのナトリウムチャンネルが閉じると同時に今度はカリウムチャンネルが開き、細胞内のカリウムが細胞外へ出ていくために、再び細胞の静止電位約-70mVになっていきます。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。細胞での各チャネルの活動まで詳しく書いていただきありがとうございます。

お礼日時:2002/02/10 21:26

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Q活動電位の再分極

生理学の教科書に、活動電位の再分極はK+の透過性の上昇とNa+透過性の不活性化に起因している。と書かれていました。
Na+透過性の方のメカニズムは分かるのですが、K+透過性の上昇でどうして再分極が起こるのかが分かりません。K+の透過性の上昇は、細胞内から外への透過性上昇のようです。
いろいろな生理学の本を見ても詳しく書かれていなくて、お手上げです。解答、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

rei00 です。補足拝見しました。

 平衡電位の基準の取り方を勘違いされているように思います。平衡電位の基準は「細胞外の電位」です。つまり,「細胞膜にイオンが通れる穴があった場合,細胞外を0 V として細胞内を何 V にすればイオンの流れが止まるか」です。

 細胞外に多いカチオン(Na+)では,細胞内をプラス電位にしてプラス同士の反発を生じさせないと,細胞外から細胞内へイオンが流れます。つまり,平衡電位はプラスです。

 逆に,細胞内に多いカチオン(K+)の場合,細胞内にイオンを留めるには細胞内をマイナスにしてカチオンを引き付ける必要があります。つまり,平衡電位はマイナスです。


> K+の平衡電位(-95mV)を考えると、
> K+の細胞外流出は平衡電位がマイナスのため、
> 細胞外をよりマイナスにしてしまうのでは?

 カリウムは細胞内に多いですから,上記の様に平衡電位はマイナスです。しかし,カリウムイオン自身はカチオンですから K+ の流出は細胞外の電位をプラス側へシフトさせます。


> 再分極は細胞内がマイナスに、細胞外がプラスに戻る
> 過程だと思っているので、K+の細胞外流出は矛盾して
> いるように思ってしまうのです。

 確かに,『再分極は細胞内がマイナスに、細胞外がプラスに戻る過程』と言えますが,このプラス・マイナスは相対的なものです。

 細胞内のプラスが減れば細胞内(膜電位)はマイナスになりますが,細胞外のプラスが増える事は相対的に細胞内(膜電位)をマイナスにする結果になります。

 いかがでしょうか。こんな所で理解の助けになりますでしょうか。

> 膜の専門家いないのですかネー
 そうですね。膜の専門家というか,イオンポンプを研究されていた「構造生物学」の専門家の方が居られたんですが・・・。最近お忙しいようです。

>「ビジュアル生理学」私も時々見ています。きれいでよい
> と思いますよ。全否定しているわけではありませんので。
 いや,私も中身は一応チェックして参考 URL にあげているので「ビジュアル生理学」は悪くないと思ってはいるんですが・・・。ご指摘のヶ所は読んでいませんでした(その1行前までは読んでいたんですが)。その事がお恥ずかしいです(また,穴掘り・・・)。

 なお,今回の記述は手元の「生理学テキスト」(大地陸男 著,文光堂,1992年)に基づいています(最初からコッチ見りゃよかった)。

rei00 です。補足拝見しました。

 平衡電位の基準の取り方を勘違いされているように思います。平衡電位の基準は「細胞外の電位」です。つまり,「細胞膜にイオンが通れる穴があった場合,細胞外を0 V として細胞内を何 V にすればイオンの流れが止まるか」です。

 細胞外に多いカチオン(Na+)では,細胞内をプラス電位にしてプラス同士の反発を生じさせないと,細胞外から細胞内へイオンが流れます。つまり,平衡電位はプラスです。

 逆に,細胞内に多いカチオン(K+)の場合,細胞内にイオンを留め...続きを読む

Q活動電位と静止電位

活動電位から静止電位にもどるときに、静止電位よりも下がってから戻るのはなぜなのでしょうか?
教えてください。

Aベストアンサー

このテの話はいちど教科書で読まないと理解が難しい感じもします。

>K+リークチャンネルが開いているため、K+が膜外にもれるので、静止電位はマイナスなんですよね?

その理解で正しいです。

で、その後の活動電位以下ですが、URLをご覧になり、13.5.3 活動電位とNa, Kイオンの透過性 を見てください。

Naチャネルは1msecで閉じ、K+チャネルはNaチャネルから遅れること0.5msecでだらーりと開いているのがおわかりかと思います。この時間差が過分極をひきおこします。
全体で数ミリ秒の間です。

参考URL:http://castor.sci.hokudai.ac.jp/~watanabe/Lecture/StructBio/Stryer5e-Chapter13.pdf

Q活動電位におけるプラスマイナスの電位変化について

「神経伝達物質は、シナプス後膜でどのようにプラスとマイナスの電位変化を起こすか、プラスとマイナスの違いがわかるように説明せよ」という問題があるのですが、よくわかりません。

基本的な機序については、以下の部分までは何とか調べました。
-----------
活動電位は、細胞膜に生じる局所的な電位変化の事。
細胞膜が刺激を受ける事で電気的な緊張状態が生まれ、その状態が閾値を超える事で、
通常は細胞膜を透過できないNA+(ナトリウムイオン)K+(カリウムイオン)が一時的に透過する。
そして、イオンチャネルを通じて細胞内外に拡散する事で起こる。
また、活動電位の発生は隣接部位に刺激を与え、それが新たな活動電位を結果的に引き起こし、連続で活動電位が伝達される。
----------

たぶん、シナプス後膜というのと、プラスとマイナスの電位変化について、
もう少し詳しい知識が必要だと思うのですが。
それと、アセチルコリンがレセプターと結合して膜電位を局所変化させ、活動電位を引き起こすという知識だけはあるのですが、それがこの電位変化とどう関連して繋がるのかもよくわかっていません。
どなたか私の説明に、足りない部分を補足していただけないでしょうか。

「神経伝達物質は、シナプス後膜でどのようにプラスとマイナスの電位変化を起こすか、プラスとマイナスの違いがわかるように説明せよ」という問題があるのですが、よくわかりません。

基本的な機序については、以下の部分までは何とか調べました。
-----------
活動電位は、細胞膜に生じる局所的な電位変化の事。
細胞膜が刺激を受ける事で電気的な緊張状態が生まれ、その状態が閾値を超える事で、
通常は細胞膜を透過できないNA+(ナトリウムイオン)K+(カリウムイオン)が一時的に透過する。
そして、イオ...続きを読む

Aベストアンサー

細胞体および樹状突起で多数のシナプスが形成されています。これらのシナプスで伝達された刺激(※1)が細胞体で荷重され、シナプス後電位を少しづつ脱分極させ、その電位変化が、電位依存性のNaチャンネルの閾値に達すると、軸索丘(細胞体部の軸索に近い部位)で活動電位が生じ、軸索を伝わる、興奮の伝導が始まります。

補注(※1):シナプス後電位については、アセチルコリンがイオンチャンネル型の受容体に結合すると、チャンネルでもあるその受容体が開いて陽イオンが通過します。Naイオンの流入よってマイナスである細胞内の電位が少し高くなります。



活動電位についてはいくらでも検索できますよ。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B4%BB%E5%8B%95%E9%9B%BB%E4%BD%8D

答えを知りたいのではなく、出来る限り、努力されたいのですよね。勉強がんばってください。

Q神経繊維の軸索を二箇所刺激した場合・・・

なかなか文献が見つからず、困っています。ご存知の方いらしたら教えて下さい。
ニューロンの軸索を二箇所同じ強さで刺激した場合、各々両方向へ興奮が伝導すると思いますが、刺激を与えた二箇所の中間でその興奮がぶつかった時はどうなるのでしょうか?「麻痺が起こる」というような事を聞きましたが、確かではないので、詳しい方、よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

詳しくない方なのですが、まだ書き込みがないようなので、思ったことを書きます。

軸索の興奮というのは、実質的には細胞膜の脱分極です。
刺激に反応してナトリウムチャネルが開くことで脱分極が起こるのですが、ナトリウムチャネルは開いた後しばらく刺激に対して無反応になる期間があります。
これを考慮すると、二つの方向から来た興奮がぶつかってしまうと、開いたばかりのナトリウムチャネルが2度目の刺激に反応できず、ここで興奮の伝導が止まってしまうのではないでしょうか。
ですが、刺激は加えられたところから双方向に伝わっていくはずですので、ぶつかったところで伝導が止まったとしても、2箇所に与えられた刺激は軸索の両端に届くと思います。
麻痺との関係はよく分からないです。

Q脱分極 再分極 低カリウム血症

低カリウム血症の脱分極までの仕組みは何とかわかりますが、再分極のときに細胞内からカリウムイオンが出ずらい理由がわかりません。
細胞外のカリウムが少なくて、細胞内のカリウムイオンが濃度勾配で細胞外に出て、細胞内がマイナスへ傾きナトリウムイオンがたくさん入って脱分極することまではわかるのですが、その後のカリウムイオンがなぜ外に出ずらくなるのかがわかりません。
濃度勾配は関係なくなるのかどうなのか。

Aベストアンサー

全然分かりませんがお一人で悩むもの辛いでしょう。質問サイトは助け合いだからね。
こうした膜電位の疑問は教える側の専門家が悪い。ずーっと続いているじゃん、この膜電位の疑問が。分かりやすい説明を専門家がしていないからです。

さて、
「細胞内がマイナスに傾き」という部分はどうなんでしょう。
濃度問題というよりもチャンネルの開閉差の問題として考えていくべきでは。

(循環論法なのかよく分かりませんが、)静止膜電位は低くなりますよね、外液が低カリウムなら。短絡な解説では静止膜電位が低いからそこに戻るまでに時間がかかるなんてのもあります。

私は知らないのですが、低カリウム時は活動電位も低いのかしら。膜電位がいつも低く目になる。
本質問は心筋についてですか。
濃度差の拡散の物理よりもチャネルタンパクの透過性の生理で考えていきますと。

心筋のカリウムチャネルは膜電位が上がるとカリウムを流すようになるものがあります。カリウムを放出する事で内側の高い電位(流入ナトリウムが作り出した活動電位)を下げるんですよね。膜電位が高いほど(チャネルが開きやすく)出やすいとすれば、逆に膜電位が高くないと出にくいとなります。低カリウムはいつもより膜電位を低くくするとかじゃないの?

以上、責任持ちません(^^;)

全然分かりませんがお一人で悩むもの辛いでしょう。質問サイトは助け合いだからね。
こうした膜電位の疑問は教える側の専門家が悪い。ずーっと続いているじゃん、この膜電位の疑問が。分かりやすい説明を専門家がしていないからです。

さて、
「細胞内がマイナスに傾き」という部分はどうなんでしょう。
濃度問題というよりもチャンネルの開閉差の問題として考えていくべきでは。

(循環論法なのかよく分かりませんが、)静止膜電位は低くなりますよね、外液が低カリウムなら。短絡な解説では静止膜電位...続きを読む


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