뉴런에서 흥분 시 막전위 관련 그래프 분석

[서울 물리]

------♡ 서로 배려하는 물화생지 ♡------ (지우지 마세용)

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------♡ 서로 배려하는 물화생지 ♡------ (지우지 마세용)

고2 생명과학 수준의 질문인데요.

자료 출처는 EBSi 강좌 

[초중고 연계개념]30일 완성 강예람의 생명과학I

8강 자극의 전도와 전달 23분 40초 부분입니다. 

우측 그래프에서

먼저 투과하는게 Na, 나중에 투과하는게 K이라는거까지는 

자극에 반응하는 순서로 구분하는데

<질문>

Na은 Na-K펌프에 의해서 계속 나가기도 하는데

어떻게 유입하는 거라고 분석할 수 있는건아요?

K도 마찬가지로 펌프에 의해서 들어오기도 하는데

통로에서 확산에의해 유출되는거라고 분석하는건가요?

들어오고 나가고 하는데 알짜량을 나타낸건가요?

<아래는 참고 그림> 유출 유입이 모두 있다고 생각되는 그림입니다.

그리고 펌프에 의한건 능동 수송이고 통로에 의한건 확산인거죠?

[생자]

그래프의 세로축에서 보이듯이, 막투과도의 ‘상대값’입니다! 나트륨과 칼륨의 막투과도가 평소(그래프 수치상 1)보다 몇 백배 증가할 때를 생각하셔야해요! 쌤께서 말씀하신 ‘나트륨칼륨 펌프'는 세포가 살아있는한(ATP가 있는한) ‘언제나’ 작동(나트륨 밖으로 3개, 칼륨 안으로 2개)되는 것이므로 나트륨칼륨 펌프에 의해서 갑자기 이온의 막 투과도가 몇 백배씩 증가하지 않습니다. 이온의 막 투과도가 몇 백배씩 증가할 때는 막이 탈분극되었을 때, 나트륨 채널과 칼륨 채널이 열릴 때입니다. 채널이 열리면 나트륨은 엄청나게 유입되고, 칼륨은 엄청나게 유출되니까, 이때 나트륨과 칼륨의 막 투과도가 몇 백배씩 변하게됩니다~

[생자]

요약하자면, 나트륨칼륨펌프는 항상 꾸준히 작동하므로 막 투과도의 변화를 나타내는 그래프에서는 신경을 안쓰셔도 될 것 같고요, 채널은 확산, 펌프는 능동수송 맞습니다!

[생물안녕하십니까]

Na가 유입되는지 K이 유출되는지는 초기에 세포 안과밖의 농도를 생각하시면 됩니다. 세포 안밖의 Na,K은 말씀하신거처럼 능동수송에 의해 세포밖에 Na가 많아져있는 상태이고 세포안에 K가 많아져있는 상태입니다.
이 상태에서 자극을 받아 통로가 열리면 이 때의 수송은 채널이기때문에 농도와 전기적 기울기에 의해 Na와K가 이동하기 때문에 Na는 고->저 밖에서 안으로 유입되고 K는 고->저 안에서 밖으로 유출됩니다. 그리고 유입 유출된다고해서 Na의 농도가 세포안이 밖보다 높아지는 상황이 발생될 수 없고. K의 농도도 세포밖이 세포안보다 높아지는 상황도 발생되지 않습니다. 그래서 활동전위의 최대값이 계속 높아지지 않고 정해져요.