３．イオンチャネルと興奮性膜 機能形態学.

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1 ３．イオンチャネルと興奮性膜 機能形態学

2 細胞の興奮発生と興奮伝導 活動電位 action potential の発生 = 興奮 excitation
　　神経細胞、筋細胞、受容体細胞等で刺激に応じて発生する overshoot

3 活動電位の伝導と情報の伝達 活動電位を発生する細胞 ＝興奮性細胞 excitable cell 興奮は膜で発生し、膜全体に伝導する
隣接する細胞間の興奮の広がり ＝興奮の伝達 transmission conduction conduction シナプス synapse transmission

4 脱分極と再分極・過分極 再分極 repolarization 脱分極 depolarization 過分極
静止膜電位 Resting potential 脱分極 depolarization 過分極 hyperpolarization

5 閾値 threshold 閾値　threshold ぎりぎり活動電位発生に十分な刺激（電流） 電流 閾値 Threshold

6 不応期 refractory period 膜電位 Membrane potential 絶対不応期 相対不応期 時間 刺激
stimulation 閾値 絶対不応期：最大の刺激に対しても興奮しない時期 相対不応期：　強い刺激に対しては興奮する時期

7 静止膜電位 resting potential
膜電位：細胞外の電位を基準とした細胞内の電位 非興奮時の膜電位＝静止膜電位 　　　　骨格筋:-90 mV 心筋細胞：-80 mV 平滑筋細胞：-60 mV 神経細胞：-60 mV K+ channelによってもたらされる

8 細胞内の Na+ 濃度は低く、K+ 濃度は高い
細胞外 細胞内外のイオン組成

9 ネルンストの式 Nernst’s equation
Ek= RT F log [K+]o [K+]i Ek：K+の平衡電位 equilibrium potential F：ファラデー定数 R: 気体定数 T：絶対温度 Goldman’s equation: (自分で記入）

10 興奮発生とイオンチャネル （Na+ チャネルが開口） （K+ チャネルが開口）
活動電位が発生すると，膜のNa＋に対する透過性が選択的に高まり，Na＋は内向 きに流入して膜電位を＋側へ変化させる(脱分極)。その後，Na＋の透過性が急激に 減少し，同時にK＋の透過性が増加してくることによって後電位が現れる。

11 Na チャネルの構造 If the channel protein is unfolded (see figure bottom left), more of its detailed structure can be visualized (see figure bottom right). The subunit consists of four homologous domains (labeled I, II, III, and IV), each of which consists of approximately 300 amino acids. These domains are connected by linkers of varying length. Each domain contains six membrane-spanning helical structures called segments. Each segment is referred to as S1 - S6. In each domain, S5 and S6 are always hydrophobic. The other four segments are amphipathic. S1 and S3 are negativelycharged. S4 is positively charged. S2 is both positively and negatively charged. Each domain contains six membrane-spanning helical structures called segments. Each segment is referred to as S1 - S6. In each domain, S5 and S6 are always hydrophobic. S1 and S3 are negatively charged. S4 is positively charged.

12 K チャネルの構造 電位型のカリウムチャンネルの模式図。６本のαヘリックスと逆平行のβシートからなるユニットが４つで、１つのチャンネルを構成していると考えられている。 （手前の１つのユニットは描かれていない）

13 イオンチャネルの開閉機構 closed open inactivated

14 チャネル電流 膜電位とチャネル電流の関係 電流･電圧曲線 pA (I-V curve) 単一チャネル電流 mV

15 興奮の伝導 跳躍伝導

16 興奮伝導の三原則 両側性伝導：１点の刺激で細胞の両方向へ伝導する。 絶縁性伝導：神経束などで一本の線維の興奮は他の線維を興奮させない。
不減衰伝導：直径が一定ならば、伝導速度は伝導変化しない