過分極は、膜電位が上昇し、静止値を超える生物学的プロセスです。 このメカニズムは、人体の筋肉、神経、感覚細胞の機能にとって重要です。 それを通して、筋肉の動きや視覚などの行動を身体によって可能にし、制御することができます。
過分極とは何ですか？
過分極は、膜電位が上昇し、静止値を超える生物学的プロセスです。 このメカニズムは、人体の筋肉、神経、感覚細胞の機能にとって重要です。 人体の細胞は膜で囲まれています。 原形質膜とも呼ばれ、脂質二重層で構成されています。 それは、細胞内領域、細胞質を周囲の領域から分離します。 筋細胞、神経細胞、目の感覚細胞などの人体の細胞の膜張力は、静止状態で静止電位を持っています。 この膜電位は、細胞内に負の電荷があり、細胞外領域、つまり細胞の外側に正の電荷があるという事実によって引き起こされます。 静止電位の値は、細胞の種類によって異なります。 膜電圧のこの静止電位を超えると、膜過分極が発生します。 その結果、膜電位は静止電位時よりも負になります。つまり、セル内の電荷はさらに負になります。 これは通常、膜のイオンチャネルを開いた後、または閉じた後に発生します。 これらのイオンチャネルは カリウム, カルシウム, 塩化 , ナトリウム 電圧依存的に機能するチャネル。 過分極は電位依存性のために発生します カリウム 静止電位を超えた後、閉じるのに時間がかかるチャネル。 それらは正に帯電したものを輸送します カリウム 細胞外領域へのイオン。 これにより、一時的にセル内のより負の電荷である過分極が発生します。
機能とタスク
の過分極 細胞膜 いわゆるの一部です 活動電位。 これはいくつかの段階で構成されています。 最初の段階は、 細胞膜、続いて脱分極すると、セル内により正の電荷があります。 これに続いて再分極が起こります。これは、静止電位に再び到達することを意味します。 これに続いて、細胞が再び静止電位に達する前に過分極が起こります。 このプロセスは、信号を送信するのに役立ちます。 神経細胞は活動電位を形成します 軸索 信号を受信した後のヒロック領域。 その後、これはに沿って送信されます 軸索 活動電位の形で。 ザ・ シナプス 次に神経細胞の信号を次の細胞に伝達します 神経細胞 神経伝達物質の形で。 これらは、活性化効果または抑制効果を有する可能性があります。 このプロセスは、信号の送信に不可欠です。 脳、 例えば。 視覚も同様の方法で発生します。 目の中の細胞、いわゆる桿体細胞と錐体細胞は、外光刺激からの信号を受け取ります。 これにより、 活動電位 そして刺激はに送信されます 脳。 興味深いことに、ここでは、他の神経細胞のように脱分極によって刺激が発生することはありません。 神経細胞は静止位置で-65mVの膜電位を持っていますが、光受容体は静止電位で-40mVの膜電位を持っています。 したがって、それらはすでに静止状態の神経細胞よりも正の膜電位を持っています。 光受容細胞では、刺激の発生は過分極によって起こります。 その結果、光受容体の放出が少なくなります 神経伝達物質 そして下流のニューロンは、神経伝達物質の減少に基づいて光信号の強度を決定することができます。 次に、この信号はで処理および評価されます。 脳。 過分極は、視力または特定のニューロンの場合、抑制性シナプス後電位（IPSP）を引き起こします。 一方、ニューロンの場合、シナプス後電位を活性化することがよくあります
（APSP）。 過分極のもうXNUMXつの重要な機能は、細胞が再トリガーするのを防ぐことです。 活動電位 他の信号のために速すぎます。 したがって、それは一時的に刺激形成を阻害します 神経細胞.
疾患および障害
ハート 筋細胞にはHCNチャネルがあります。 ここでのHCNは、過分極活性化サイクリックヌクレオチド依存性カチオンチャネルの略で、細胞の過分極によって調節されるカチオンチャネルです。 ヒトでは、これらのHCNチャネルの4つの形態が知られています。 それらはHCN-1からHCN-4と呼ばれます。 それらは、心臓のリズムの調節、および自発的に活性化するニューロンの活動に関与しています。 ニューロンでは、それらは過分極を打ち消し、細胞がより早く静止電位に到達できるようにします。 したがって、それらは、脱分極後の相を表す、いわゆる不応期を短縮します。 に ハート 一方、細胞は、拡張期の脱分極を調節します。 洞結節 心の。 マウスを使った研究では、HCN-1の喪失が運動運動の欠陥を引き起こすことが示されています。 HCN-2の欠如は神経および心臓の損傷を引き起こし、HCN-4の喪失は動物の死を引き起こします。 これらのチャネルはに関連付けられている可能性があると推測されます てんかん 人間で。 さらに、HCN-4型の変異は原因となることが知られています 心不整脈 人間で。 これは、HCN-4チャネルの特定の変異が つながる 〜へ 心不整脈。 したがって、HCNチャネルは 心不整脈、しかしまたニューロンの過分極が長すぎる神経学的欠陥のために。 の患者 心不整脈 HCN-4チャネルの機能不全により、特定の阻害剤で治療されます。 ただし、HCNチャネルに関するほとんどの治療法はまだ実験段階にあり、したがって、まだ人間が利用できないことに言及する必要があります。
