CHAPTER 21
뉴런
20개 시트1,503개 노드표 8개그림 101개교재 2종 통합전문가 정밀 구조
Obsidian 통합 · 전문가 재구성
활동전위 01 · 전기생리 기반과 휴지막전위
뉴런 활동전위2
전기생리학적 기반5
막전위의 본질1
막 안팎 전하분리 → 전위차(Vm)3
- 전압: 전하를 이동시키는 전기적 구동력
- 전류: 세포에서는 Na⁺·K⁺·Cl⁻·Ca²⁺의 순이동
세포내액·외액 전체는 거의 전기중성2
- 막전위 형성에는 전체 이온 중 극소수만 재배치
- 막은 축전기: Q = Cm·Vm, Cm ≈ 1 µF/cm²
대표 이온 분포3
Na⁺: 세포외 145~150 mM / 세포내 약 15 mM2
- 농도기울기: 세포 안쪽 방향
- ENa ≈ +60 mV
K⁺: 세포외 약 5 mM / 세포내 약 150 mM2
- 농도기울기: 세포 바깥쪽 방향
- EK ≈ -90 mV
비투과성 음이온 A⁻: 세포내 단백질·인산염1
- 막을 직접 통과하지 못해 세포내 음전하에 기여
Nernst 평형전위2
Eion = (RT/zF) ln([ion]out/[ion]in)2
- 37°C에서 ≈ (61/z) log₁₀([out]/[in]) mV
- 한 종류 이온만 투과한다고 가정
농도기울기와 전기기울기가 정확히 상쇄2
- Vm = Eion이면 해당 이온의 순전류 = 0
- 평형은 이온 이동이 없는 상태가 아니라 순이동 0
GHK 막전위2
여러 이온의 농도 + 상대적 투과도를 함께 반영2
- P가 큰 이온의 평형전위 쪽으로 Vm이 이동
- Cl⁻은 음이온이므로 GHK 식에서 안팎 농도항 반전
휴지상태 PK : PNa ≈ 25~30 : 11
- Vm은 EK에 가깝지만 Na⁺ 누출로 -70 mV 부근
전기화학적 구동력1
Iion = gion(Vm − Eion)3
- gion: 열린 채널 수 × 단일채널 전도도
- Vm − Eion: driving force; 부호가 전류 방향 결정
- 채널이 열려도 Vm = Eion이면 순전류 0
휴지막전위와 유지3
휴지상태 투과도2
K⁺ 누출채널 ≫ Na⁺ 누출채널2
- K⁺ 유출 → 세포 안쪽이 상대적으로 음성
- 전기적 인력이 K⁺를 안으로 당겨 EK에서 평형
Cl⁻은 세포 종류별로 수동분포·수송체가 ECl 조절1
- 성숙 뉴런: ECl이 휴지막전위 부근 → 억제성 입력에 기여
Na⁺/K⁺-ATPase2
ATP 1개 소비 → 3 Na⁺ out + 2 K⁺ in2
- 전기발생성: 순양전하 1개를 세포 밖으로 이동
- 장기적 Na⁺·K⁺ 농도구배 유지
즉각적 휴지막전위 주원인 = 선택적 누출투과도2
- 펌프 차단 직후 Vm이 즉시 0 mV가 되지는 않음
- 시간이 지나 구배가 소실되면 흥분성 유지 불가
기준 전위3
- 휴지막전위: 보통 -60~-70 mV; 대표값 -70 mV
역치: 대표적으로 -50~-55 mV1
- 고정 숫자가 아니라 Nav 가용성·막 상태에 따라 변동
- overshoot 최고점: 약 +30 mV; ENa(+60 mV)보다 낮음
활동전위 01 · 전기생리 기반과 휴지막전위