脱分極と過分極の大きな違いは、脱分極時にはナトリウムチャネルが開いてナトリウムイオンが細胞内を流れ、膜電位が負になるのに対し、過分極時には過剰なカリウムチャネルが開いてカリウムイオンが細胞外に流れ、膜電位が静止電位より負になることである。

活動電位は、神経細胞が電気信号を送る方法です。神経細胞が細胞体から軸索に沿って情報を発信する際に発生する。活動電位には大きく分けて3つの段階があります。脱分極、再分極、過分極である。脱分極が活動電位の引き金となる。脱分極は、細胞の内部が負極性になることで起こる。ナトリウムチャネルが開き、ナトリウムイオンが細胞内に入り込み、負電荷が少なくなる。その結果、膜電位は脱分極時に-70mvから0mvまで上昇する。過分極は、細胞内部が元の静止電位よりも負になることで起こる。カリウムチャネルが開き、より多くのカリウムイオンが細胞外に流れ出ることによって起こります。膜電位は、過分極時に-70 mVから-90 mVになる。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 脱分極とは 3. 過分極とは 4. 脱分極と過分極の類似点 5. 横並びの比較 - 表形式での脱分極と過分極 6. まとめ

脱分極は何ですか？

脱分極は活動電位の引き金となるプロセスである。脱分極すると膜電位が上昇し、負電荷が小さくなる。このとき、膜電位は-55mvの閾値を超え、ナトリウムチャネルが開き、ナトリウムイオンが細胞内を流れるようになる。ナトリウムイオンの流入により膜電位はよりプラスになり、活動電位は+40mvになる。 脱分極は膜電位の上昇相である。一般的には、-70mVから+40mVの範囲です。

図01：神経細胞の活動電位

膜電位が活動電位のピークに達すると、ナトリウムチャネルは自己不活性化し、ナトリウムイオンの流入を阻止する。その後、再分極または下降相が始まる。カリウムチャネルが開き、カリウムイオンが細胞外に流出する。やがて、膜電位は通常の静止電位に戻る。

過分極は何ですか？

過分極とは、膜電位が静止電位よりもマイナスになる事象のことである。これは、カリウムチャネルが過剰に開いたままになっている結果である。つまり、過分極は、カリウムチャネルが必要な時間よりもわずかに長く開いたままになっている結果なのだ。その結果、カリウムが過剰に細胞外に流れ出てしまうのです。過分極の結果、膜電位は-70 mVから-90 mVになるが、一定時間後にカリウムチャネルが閉じ、膜電位は静止電位で安定する。さらに、ナトリウムチャネルは正常な状態に戻ります。

脱分極と過分極の共通点

• 過分極は、脱分極の逆のプロセスである。
• いずれも、膜にあるイオンチャネルが開いたり閉じたりすることで発生する。
• グラディエントポテンシャルを発生させるのです。

脱分極と過分極の違い

脱分極すると膜電位が下がり、活動電位がマイナスになり、過分極すると膜電位が静止電位よりマイナスになる。これが、脱分極と過分極の重要な違いです。

以下のインフォグラフィックでは、脱分極と過分極の違いをさらに詳しく説明しています。

概要 - 脱分極 vs. 過分極

脱分極と過分極は、膜電位の2つの段階である。脱分極時には膜電位の負電位が小さくなり、過分極時には膜電位の負電位が大きくなり、静止電位を超えることさえあります。また、ナトリウムイオンが細胞内に流入することで脱分極が起こり、カリウムイオンが細胞外に過剰に流出することで過分極が起こる。脱分極時にはナトリウムチャネルが開き、過分極時にはカリウムチャネルが開いたままになります。そこで、本稿では、脱分極と過分極の違いについてまとめた。

引用

"脱分極、過分極と神経細胞の活動電位（記事）".カーン・アカデミー、こちらからご覧いただけます。"脱分極"ウィキペディア、ウィキメディア財団、2021年2月8日、こちらで入手可能です。"脱分極." ウィキペディア、ウィキメディア財団、2021年2月8日。