세포막의 막 전위(membrane potential)

세포막의 막 전위(membrane potential)

 

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일반적인 상태에서는

세포막의 안쪽이 음전하, 바깥쪽이 양전하를 띤다.

 

 

 

[1] 세포막 전위의 기본 원리

 

1. 이온 분포 차이

세포막은 선택적 투과성을 가진 이중층 구조로,

특정 이온들의 이동을 조절한다.

> 세포 안쪽: 칼륨 이온(K^+) 농도가 높고,

단백질 등 음전하(–)를 띠는 물질들이 많다.

> 세포 바깥쪽: 나트륨 이온(Na^+)과 염소 이온(Cl^-) 농도가 높다.

 

 

2. 이온 펌프의 작용

세포막에는 나트륨-칼륨 펌프(Na^+/K^+ ATPase)가 존재하여

ATP 에너지를 사용해 Na^+를 세포 밖으로, K^+를 세포 안으로 이동시킨다.

이 펌프는 3개의 Na^+를 내보내고 2개의 K^+를 들여오기 때문에

세포 안쪽이 상대적으로 음전하를 띠게 된다.

 

 

3. 칼륨 이온의 투과성

세포막은 K^+에 대해 높은 투과성을 가지며,

K^+는 농도 기울기에 따라 세포 밖으로 확산된다.

이 과정에서 세포 안쪽은

음전하를 띠는 물질(단백질, 인산기 등)들이 남아

음전하가 증가한다.

 

 

4. 평형 전위와 막전위

K^+와 Na^+의 농도 기울기 및

전기적 기울기 사이에서 평형이 이루어지면서

세포 안쪽은 음전하, 바깥쪽은 양전하를 띠는

막전위가 형성된다.

( 참고: 막 전위 )

 

 

 

정리하면, 일반적인 상태에서는,

세포막 안쪽에는 (–)전하를 띤 이온이

(+)전하를 띤 이온보다 조금 더 많기 때문에

세포막의 안쪽이 음전하를 띠고,

세포막 바깥쪽에는, 반대로, (+)전하를 띤 이온이

(–)전하를 띤 이온보다 조금 더 많기 때문에

세포막의 바깥쪽이 양전하를 띤다.

 

일반적인 상태에서는

세포막의 안쪽이 음전하(–), 바깥쪽이 양전하(+)를 띤다.

 

 

 

[2] 탈분극(depolarization)

 

신경 세포나 근육 세포가 자극을 받을 때,

일시적으로 Na^+가 세포 안으로 들어와

세포막 안쪽이 양전하, 바깥쪽이 음전하로 바뀐다.

이를 탈분극이라고 한다.

 

 

 

정리하면, 탈분극이 일어나면,

세포막 안쪽에는 (+)전하를 띤 이온이

(–)전하를 띤 이온보다 조금 더 많기 때문에

세포막의 안쪽이 양전하를 띠고,

세포막 바깥쪽에는, 반대로, (–)전하를 띤 이온이

(+)전하를 띤 이온보다 조금 더 많기 때문에

세포막의 바깥쪽이 음전하를 띤다.

 

탈분극이 일어나면

세포막의 안쪽이 양전하(+), 바깥쪽이 음전하(–)를 띤다.

 

 

 

 

[키워드] 세포막의 전위 기준, 세포막의 막전위 기준, 탈분극 기준, 재분극 기준