細胞膜外のカリウムイオン濃度を上昇させたときの静止電位の変動について

質問

細胞外のカリウムイオン濃度を徐々に上昇させていくと静止電位は小さく（膜内外の電位差として）なっていきますが，これをさらに続けると静止電位が正になる仕組みを教えてください。

回答No.2

suiran2

静止電位が生じる原因は，大部分が細胞内から細胞外へのカリウムイオン漏出チャネルからのカリウムイオンの濃度勾配による漏出が原因です。他のイオンは殆ど関係ありません。細胞内から細胞外へと陽イオンであるカリウムイオンが移動しますから，電池と同じに陽イオンの供給源(細胞内)がマイナスに，異動先(細胞外)がプラスになります。

外液のカリウムイオン濃度を高めますと，濃度勾配が無くなり，カリウムの漏出量が少なくなり，静止電位は減少していきます。濃度勾配が全く無くなり，漏出しなくなれば静止電位は発生しません。

ここからは，あなたが行った実験からの推測ですが，さらに細胞外の方が細胞内より濃度が高ければ，細胞外から細胞内にカリウムイオンの漏出がおこり細胞外がマイナスに細胞内がプラスになります。カリウム漏出チャネルに方向性がないということが前提になりますが，この辺については私は知りません。

お礼

まずはご回答，ありがとうございました。

　K+リークチャネルに方向性はないと思います。

　いろいろ考えたのですが，なかなかよい説明が浮かばないのでこちらでお世話になろうと思い，質問してみました。

　専門家の方もよろしくお願いします。

回答No.1

rari-0621

静止電位が生じる仕組みは以下の通りです。
Na+ K+－ATPアーゼによって細胞外にNa+が細胞内にK+がくみ出される。
これによって細胞外にNa+が多くなり、細胞内にK+が多くなる。この時の細胞内と細胞外の電位差は0。
しかし細胞膜上にあるK+チャネル(K+を選択的に通すたんぱく質でできたトンネル)が開いてるのでK+は濃度勾配に従い、細胞内から細胞外に流れる。
すると細胞外は正、細胞内は負になる。
ここで刺激が加えられると、ある種のNa+チャネルが開きNa+は濃度勾配に従い、細胞外から細胞内に流れるため、活動電位が減少する。ある程度活動電位が減少すると電位感受性のNa+チャネルが開きさらにNa+の細胞内の流入が起きやがて活動電位に達する。

お礼

早速のご解答ありがとうございます。ただ，活動電位の発生する仕組みではなく，細胞外のカリウムイオン濃度を徐々に上昇させていった場合，静止電位は小さく（膜内外の電位差として）なっていき，さらに続けると静止電位が正になる仕組みについて知りたいのです。