活動電位とは

細胞の外からの情報は、ホルモンや神経終末から放出されるアセチルコリンやノルアドレナリンなどの神経伝達物質によって伝えられます。神経伝達物質が細胞膜の受容体に結合すると、わずかな脱分極を生じます。この脱分極がある閾値を超えるとNaイオンチャネルが開き、Naイオンが濃度勾配に従って細胞外から細胞内へと流入します。プラスのイオンが流入するため、膜電位が上昇し、一時的に細胞内は細胞外に対してプラスとなります。Naチャネルは短時間しか開かずすぐに閉じます。その後はKイオンが流出するため、膜電位はすぐにもとに戻ります。増加したNaイオンと減少したKイオンはNaーKイオンポンプの働きによってもとの状態に戻されます。

このなんらかの刺激に応じて細胞膜に生じる一過性の膜電位の変化を活動電位といいます。

活動電位の伝達

発生した活動電位はすぐ隣の部位を興奮させて新たな活動電位を発生させるため、減衰せずに遠くまで伝わることが出来ます。活動電位の大きさは細胞の種類によって一定であり、刺激の強弱は活動電位の発生頻度によって決まります。伝導速度が速く、最も速い神経線維では120m/sにも達し、時速にすれば400km/h以上にもなります。感覚器によってとらえられた外界や身体内部の環境の変化は、活動電位として神経を通って脳へと伝えられます。

活動電位のモニタリング

環境の変化に対応すべく、身体を動かしたり、内臓の諸機能を調節したりするための脳からの指令も、活動電位として何本かの神経線維を経由して筋や内臓に伝えられます。そして筋でも活動電位が発生し、その情報は瞬時に筋線維の末端まで伝えられ、収縮が起こります。このような活動電位の発生を、体表においた電極によって記録したものが脳波や心電図、筋電図になります。