脱分極とは何か?心臓や神経を動かす活動電位の仕組みを徹底解剖

脱分極とは何か?心臓や神経を動かす活動電位の仕組みを徹底解剖

脱分極とは何か?心臓や神経を動かす活動電位の仕組みを徹底解剖の重要なポイントについて、分かりやすい解説を基に徹底解説します。

生理学の試験問題や医療現場の学習において、脱分極とセットで頻出するのが「再分極」と「過分極」です。これらの用語が指し示すフェーズの混同を防ぐためには、膜電位グラフの波形トレースとイオンの動態を時系列で整理することが最短の近道となります。

項目詳細・数値データ一般的な基準・相場編集部の見解・評価静止膜電位神経細胞:-70mV
心筋細胞:-90mV-60mV〜-90mVの負電位Na+/K+ポンプとK+漏洩チャネルがつくる待機電力状態。安定した生命維持の土台。脱分極フェーズ閾値:約-55mV
ピーク:+30mV〜+40mV持続時間は約0.5〜1ms電位依存性Na+チャネル開口によるNa+流入。全か無かの法則が厳密に作用する。再分極フェーズ電位降下:+30mVから負電位へ下降約1〜2msで静止レベルへ復帰Na+チャネル不活性化と遅延整流型K+チャネル開口によるK+流出。リセットの工程。過分極フェーズ約-75mV〜-80mV(静止電位以下)数ms〜十数msの一過性降下K+チャネルの閉口遅れが原因。次の過剰興奮を防ぐ「安全マージン」として機能。不応期(絶対・相対)絶対不応期:約1ms
相対不応期:約2〜5ms興奮の連続発生を制限信号の逆流を防ぎ、神経伝導の一方向性を物理的に担保する極めて重要な防壁。

膜電位グラフの読み方として重要なポイントは、「山の頂上を目指して電位が急上昇する区間」が脱分極、「頂上から静止電位に向かって坂を下りる区間」が再分極、そして「下り坂の勢い余って元の平地(静止電位)よりも深く潜り込んでしまった谷間」が過分極であるという点です。

過分極が生じる理由は、開いたK+チャネルが閉じるのにわずかな時間的遅れ(タイムラグ)が生じるためです。過分極の状態にある細胞は、静止電位よりもさらに深いマイナス電位にあるため、通常よりも強い刺激が加わらないと閾値に到達できません。この仕組みがあるおかげで、神経細胞が休む間もなく暴走して発火し続ける現象が巧みに抑制されています。

加藤 愛美
著者

加藤 愛美

マーケティングと消費者心理のトレンドを分析し、現代のヒット商品の背景を読み解きます。