活動電位の発生

この図の解説

神経細胞の膜電位が変化して活動電位が生じる過程を、①静止電位(-70mV)・②脱分極・③再分極の3段階に分けて描いた図。各段階で電位計の針の位置と、K⁺チャネル・Na⁺-K⁺ポンプ・Na⁺チャネルの開閉、イオンの動きを対応させて見ると流れがつかめる。上部の凡例で3種類の膜タンパクの色を確認してから本体を読むとよい。

学習の要点

• 静止時はNa⁺-K⁺ポンプがATPを使ってNa⁺を細胞外へ・K⁺を細胞内へ汲み出すため、細胞外はNa⁺が多く細胞内はK⁺が多い。膜の内側はマイナスに荷電し-70mVとなる。
• 脱分極は『刺激で閾値に達する→Na⁺チャネルが開く→Na⁺が細胞内へ流入』の順。電位は0を超えて+側まで振れる（オーバーシュート）ことに注目。
• 再分極ではNa⁺チャネルが閉じ、遅れてK⁺チャネルが開いてK⁺が細胞外へ流出することで、電位が再び-70mVへ戻る。
• 覚え方: 脱分極=Na⁺流入(内向き)、再分極=K⁺流出(外向き)。関わるイオンの向きをセットで暗記すると混同しにくい。
• よくある誤解: 1回の活動電位で細胞内外のイオン濃度が大きく入れ替わるわけではなく、動くのはごく一部。濃度勾配を保つ主役はNa⁺-K⁺ポンプ。

比較表

確認問題（選ぶと正解が分かります）