숭늉의 연구일지

양성자 수송과 막전위 일반적으로 막전위(-200mv ~ -100mv)는 계산된 확산 퍼텐셜(-80mv ~ -50mv)에 비해서 작은 값을 갖는다. 여분의 전압은 H+-ATPase에 의해 제공된다. 이를 기전성 펌프(electrogenic pump)라고 한다. 예> H+-ATPase의 억제제인 CN- 첨가 시 막전위의 변화 K+채널 Ek 값은 K+의 네른스트 값이다. 이때, 1. 외향성 K+채널은 막전위가 Ek보다 클 때 열린다. 2. 내향성 K+채널은 막전위가 Ek보다 작을 때 열린다.

네른스트식 막전위와 이온과의 관계를 화학퍼텐셜의 관점에서 유도한 식이다. 이온이 막을 통해 이동하는 유량을 J라고 할 때 평형을 유지한 경우 Jo→i = Ji→o 이다. 따라서 화학퍼텐셜에서 정수압 성분을 무시할 수 있다. 위에 따라 계산해 보면, 25℃, 1가 양이온(K+, Na+ 등..)에서 △Ej = 59mv·log(Cji / Cjo) 이다. (많은 계산을 건너뛰었다..) 여기에 안과 밖의 상대적인 농도차 10배라는 것을 대입해 보면 다음 2가지 결론을 내릴 수 있다. 1. 10배의 농도 기울기를 통한 확산(안→밖)은 59mv의 막전위를 만든다. 2. 따라서 59mv의 막전위는 수동수송에 의해 수송되는 10배의 농도 기울기를 유지할 수 있다. 네른스트 값과 실제 값의 차이 해석 K+는 예측 값과 일..

생물학적 수송의 힘 4가지생물학적 수송의 힘은 4가지가 있다. → 농도, 정수압, 중력, 전기장 세포 내 확산퍼텐셜의 경우 세포의 크기가 매우 작은 관계로 중력을 무시할 수 있다. 따라서 세포 내 화학 퍼텐셜은 농도 + 전기장 + 정수압 퍼텐셜의 합으로 볼 수 있다. (Vj : 몰랄 부피, P : 압력, Zj : 전하량, F : 패러데이 상수, E : 전기퍼텐셜, R : 기체상수, T : 온도, Cj : 농도) 확산 퍼텐셜 예시설탕의 확산예> 설탕의 확산 - 정수압 무시 가능, 중성이기에 전기장 성분 없음, 농도 성분으로만 추산K+의 확산 예> K+의 확산 - 전하를 띤 이온의 이동을 고려, 정수압 성부 무시 가능, 농도 성분과 전기장 성분으로 추산설탕과 같은 방식으로 계산하면 아래와 같은 결과가 나온다..

활동 전위(action potential) 개요 뉴런이 자극되면 수상돌기와 세포체는 전기 신호를 축삭 둔덕까지 전달한다. 여기서는 짧고 빠르며 매우 큰 막전위 변화가 생성되어 축삭말단까지 전파되는데 이를 활동 전위라고 한다. 특성 실무율(all-or-none) 중요한 자극과 중요하지 않은 자극을 구분하는 기작 중 하나이다. 축삭은 활동 전위를 생성하기 위한 역치전위(대부분 -50mv)를 가지며, 이보다 작은 경우에는 활동전위를 일으키지 못하고 소멸한다. 역치 전위에 도달 시 활동 전위는 축삭 전 길이에 걸쳐 같은 크기로 전도되어 나간다. 탈분극-재분극-과분극의 전기적 파동 처음 탈분극은 -50mv ~ -55mv 정도까지 천천히 진행되다가 역치 전위 도달 시, 탈분극이 폭발적으로 일어나 +30mv까지 증가..

차등 전위(graded potential) 다양한 크기와 강도로 일어나는 국지적인 막전위의 변화이다. 특징으로는, 1. 이동거리가 짧다 → 근거리 정보 교환에 이용, 최초 발생 부위에서 몇 mm만 전달된다. 2. 세포를 통과하면서 그 강도가 약해진다. 3. 차등 전위의 크기는 개폐성 채널이 열린 개수에 비례한다. 4. 차등 전위의 지속 시간은 전위의 지속 시간에 비례한다. 5. 흥분성 막의 특정 지역에서 개폐썽 이온 채널 열림을 유도하는 유발 요인에 의해 발생한다. 차등 전위가 축삭 둔덕에 도달된 정도가 역치 이상일 때 활동 전위가 형성된다.

용어 정리 분극(polarization, resting potential, 휴지전위) : 자극을 받지 않은 상태에서 형성되는 세포의 막전위 또는 그 상태 탈분극(depolariztion) : 휴지 상태보다 더 적게 분극(양의 값으로 증가) 시키는 막전위의 변화 재분극 : 탈분극 이후 다시 휴지전위로 돌아가는 것 과분극 : 휴지 상태보다 더 분극 시키는(음의 값으로 감소) 막전위의 변화 막전위 변화 요인 막전위의 변화는 막 사이의 이온 이동 변화에 의해 발생한다. (휴지 전위에 비해) 양이온의 유입 증가 → 탈분극(일부는 유출 억제에 의해 일어남) (휴지전위에 비해) 양이온의 유출 증가 → 과분극(일부는 음이온의 유입에 의해 일어남) 이런 이온 이동 변화는 특정 신호에 대하여 이온의 막 투과성이 변해서 발..

휴지 막전위 세포막은 이온을 선택적으로 투과시키므로 세포막 안팎의 이온이 불균등하게 분포한다. 따라서 막 바깥쪽은 양전하, 안쪽은 음전하를 띠고 있다. 이때 막 밖에 대한 안쪽의 전위차를 막전위라고 한다. 휴지 막전위는 일반적으로 -60mv ~ -90mv 정도를 유지하고 있다. 막전위에 미치는 효과 K+의 효과(평형 전위) K+가 농도 기울기에 따라 세포 외로 이동하는 동안 세포 내로 향하는 전기적 기울기는 점점 커진다. → K+의 극소량 이동으로도 전기적 기울기는 달라진다. 농도 기울기와 전기적 기울기가 같아질 때 K+의 순이동은 거의 일어나지 않고, 이 상태의 전위를 K+ 평형 전위라고 한다. 이때의 평형 전위 Ek = -90mv 정도이다. Na+의 효과(평형 전위) K+와 마찬가지로 Na+의 이동은..

막전위의 생성 몇 가지 주요 이온의 ICF(세포 내액; Intercellular fluid), ECF(세포 외액; Externalcellular fluid) 사이의 비대칭적 분포와 이들의 선택적 투과성이 막전위를 결정한다. → 전위의 크기는 전하의 분리정도에 비례한다. 모든 살아 있는 세포는 양전하가 밖에 많고 안쪽에는 음전하가 약간 많은 상태의 막전위를 갖는다. 전위 생성의 주요 이온과 분포 ECF(mM) ICF(mM) 상대적 투과도 Na+ 150 15 1 K+ 5 150 50~75 A-(단백질 등..) 0 65 0 즉 ICF에는 K+가 많이 존재하며, ECF에는 Na+가 많이 존재한다. 이들 Na+와 K+가 주요 삼투 물질이다. 네른스트 방정식 세포막을 경계로 생성된 이온 농도 기울기에 의해 확산되고..