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高校生物の静止膜電位について質問です。 静止膜電位は、外側が+で内側が-にな...

han********さん

2015/9/2609:45:42

高校生物の静止膜電位について質問です。

静止膜電位は、外側が+で内側が-になる…と習ったのですが、それはなぜでしょうか?
プラスイオンが外側に多く、内側に少ないからか?と思ったので

すが、専門書を見ると、むしろ内側のほうにプラスイオンが多いです。
(キャンベル生物学では、内:Na+15mM ,K+150mM,Cl-10mM,アミノ酸‐100mM、外:Na+150mM,K+5mM,Cl-120mM…となっていました。分子数だけ見れば、内側は“+多 -少”で外側は“+少 -多”になってしまい、膜電位と逆ではないかと思うのですが…)。
キャンベルの説明文を読んでもその辺がよく分かりません。

もし知っている方がいらっしゃったら教えて頂きたいです。よろしくお願いします。

補足補足
キャンベルにもネルンストの式は載ってたのですが、意味がよく分からなかったです…数式だとイメージがわかなかったです…。勉強不足です。すみません.。

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poi********さん

2015/9/2610:47:29

イオンの数は細胞内外でほぼ同数です。仮にモル濃度の表記に現れるレベルで違ってたら、それは物理的にとんでもないことです。生野菜とか魚の踊り食いとかで生きてる細胞を噛み潰した瞬間、バッテリーをショートさせたのと同じ大量の電流が流れて口の中が爆発するでしょう。

膜電位は、細胞膜が各イオンに異なる透過性を持つことにより発生するものです。電荷の不均衡があるのは膜のごく近傍に限られています。

「ネルンストの式」「ゴールドマン=ホジキン=カッツの式」で検索してみるといいです。キャンベルに書いてあるかどうかは知りませんが、生理学の教科書には普通書いてあります。

  • 質問者

    han********さん

    2015/9/2616:52:12

    ご回答ありがとうございます!

    数式抜きでまとめてみたのですが、こんな感じで良いのでしょうか?

    ≪膜電位の発生≫
    ●まず、静止状態か活動状態かに関係なくナトリウムポンプが働き、膜内側でK+濃度が高く、外側ではNa+の濃度が高い状態ができている(この状態で電位が生じる訳ではない)。
     この濃度勾配によって、チャネルを通したイオンの移動(能動輸送)がおこり、チャネル周辺のイオン濃度だけが局所的に変化している。その結果、チャネルがある細胞膜表面で、局所的に電位が発生している。
    ●静止電位:
    平常時、K+が、K+チャネルを通して内側から外側に流出。
    →K+チャネル付近で外側+、内側-になる。
    ●活動電位:
    刺激が加わると、Na+チャネルがひらく。Na+が、Na+チャネルを通して外側から内側に流入。
    →Na+チャネル付近で外側-、内側+に電位が逆転。
    ●活動電位の終息
    Na+チャネルが閉じ、K+チャネルだけがK+を内から外に流す。
    →静止電位にもどる。

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