反転電位

この記事は、ネルンスト方程式の生物学的応用についてです。 一般的な方程式については、ネルンスト方程式を参照してください。

生体膜において、イオンの反転電位 (ネルンスト電位としても知られています) は、膜の片側から反対側にその特定のイオンが純 (全体) 流れないときの膜電位のことです。

単一イオン系では、反転電位は平衡電位と同義であり、その数値は同じです。

単一イオン系では、反転電位は平衡電位と同義であり、数値は同じです。 平衡電位とは、ある電圧における正味のイオン流束がゼロであることを意味します。 つまり、外向きと内向きのイオン移動速度が同じであり、イオンフラックスが平衡状態であること。

反転電位は、ネルンストの式から計算できるため、しばしば「ネルンスト電位」とも呼ばれます。 イオンチャネルは、細胞内外の単純なイオンの流れの大部分を担っている。 ある種のイオンに選択的なチャネルが細胞膜内で優勢になると(他のイオンチャネルが閉じている場合など)、細胞内の電圧はそのイオンの反転電位に平衡する(等しくなる)(細胞の外側が0ボルトであると仮定)。 例えば、ほとんどの細胞の静止電位は、K+(カリウムイオン)の反転電位に近い。 これは、静止電位では、カリウムのコンダクタンスが支配的だからです。 典型的な活動電位では、カリウムチャネルによる小さな静止イオン伝導が、多数の Na+(ナトリウムイオン)チャネルの開口によって圧倒され、膜電位がナトリウムの逆転電位に向かっていきます。

「逆転電位」と「平衡電位」という言葉の関係は、単一イオン系でのみ成り立ちます。

「反転電位」と「平衡電位」の関係は、単一イオン系でのみ成り立つ。多イオン系では、複数のイオンの電流の合計がゼロとなる領域が細胞膜に存在する。 これは、膜電位が反転するという意味では反転電位ですが、すべてのイオンが平衡状態にあるわけではなく、膜を通過する正味のフラックスもないため、平衡電位とは言えません。 細胞が複数のイオンに対して大きな透過性を持つ場合、細胞電位はネルンスト式ではなく、ゴールドマン-ホジキン-カッツ式から計算することができます

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