メジャーiiのための生物学

神経系が機能するためには、ニューロン これらのシグナルは、各ニューロンに荷電した細胞膜（内側と外側の電圧差）があり、この膜の電荷は他のニューロンから放出された神経伝達物質分子や環境刺激に応答して変化する可能性があるためである。, から神経細胞に伝えなければな最初の基盤を理解するうえでのベースラインまたは”休息”膜です。

ニューロン荷電膜

ニューロンを取り囲む脂質二重膜は、荷電分子またはイオンに対して不浸透性である。 入口のニューロンイオンの通過特別なタンパク質というイオンチャネルの膜とした。 イオンチャネルは、図1に示すように、開、閉、および非アクティブの構成が異なります。 いくつかのイオンチャネルを開き、イオンがセルに出入りすることを可能にするために活性化される必要がある。, これらのイオンチャネルの環境と変形します。 電圧変化に応じて構造を変化させるイオンチャネルを電圧対応イオンチャネルと呼びます。 電圧ゲートイオンチャネルは、セル内および外部の異なるイオンの相対濃度を調節する。 セルの内側と外側の間の総電荷の差は膜電位と呼ばれます。

図1. 膜電圧の変化に応じて電圧ゲートイオンチャネルが開く。, 活性化の後、それらは短い期間不活性化されるようになり、シグナルに応答してもはや開かなくなる。

安静時の膜電位

安静時のニューロンは負に帯電しており、細胞の内部は外部よりも約70ミリボルト負である（-70mV、この数はニューロンのタイプおよび種によって異なることに注意してください）。 この電圧は静止膜電位と呼ばれ、細胞内外のイオン濃度の違いによって引き起こされます。, 膜がすべてのイオンに対して等しく透過性であれば、各タイプのイオンは膜を横切って流れ、システムは平衡に達する。 イオンは単に自由に膜を横断することができないため、表1に示すように、細胞内と外部のいくつかのイオンの濃度が異なります。

休止膜電位は、細胞内外の異なる濃度の結果である。 細胞内外の正に帯電したカリウムイオン(K+)の数の違いは、休止膜電位を支配しています(図2)。

図2., （Ａ）休止膜電位は、細胞内および細胞外のＮａ＋およびＫ＋イオンの異なる濃度の結果である。 神経インパルスによりNa+が細胞に入り、（b）脱分極をもたらす。 ピーク活動電位では、K+チャネルが開き、細胞は（c）過分極になる。

膜が静止しているとき、k+イオンは濃度勾配による正味の動きのために細胞内に蓄積する。, 陰性休止膜電位は、細胞内（細胞質内）に対して細胞外液中の陽イオンの濃度を増加させることによって生成され、維持される。 細胞内の負電荷はナトリウムイオン動きよりカリウムイオン動きに透過性である細胞膜によって作成されます。 ニューロンでは、カリウムイオンは細胞内で高濃度に維持され、ナトリウムイオンは細胞内の外で高濃度に維持される。, この細胞は、二つの陽イオンが濃度勾配下に拡散することを可能にするカリウムおよびナトリウ

しかし、神経細胞はナトリウム漏出チャネルよりもはるかに多くのカリウム漏出チャネルを有する。 したがって、カリウムはナトリウム漏れよりもはるかに速い速度で細胞から拡散する。 より多くの陽イオンが入っているよりも細胞を離れているので、これは細胞の内部を細胞の外部に対して負に帯電させる。 ナトリウムカリウムポンプの作用は、一度確立された休息の可能性を維持するのに役立つ。, ナトリウムカリウムポンプは、消費されたATPあたり三つのNa+イオンを除去しながら、二つのK+イオンを細胞内に より多くの陽イオンが取り込まれるよりも細胞から排出されるので、細胞の内部は細胞外液に対して負に帯電したままである。 塩素イオン（Cl–）は、細胞質内の負に帯電したタンパク質によってはじかれるため、細胞内の外部に蓄積する傾向があることに留意すべきである。

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