4월 192007
 

휴지상태라는 것은 세포가 외부로부터 아무런 자극이 없을 때의 상태를 말합니다. 이때를 간단히 말하자면 K+ 이 세포 내부에 많고 Na+가 세포 외부에 많습니다.


  이때 이렇게 이온의 농도가 차이나는 이유는 막의 투과성에 그 이유가 있습니다. 원형질막에는 K+채널이라는 것이 있습니다. 이 K+채널은 촉진확산 채널이며 이는 마치 풍선에 갇혀있는 공기를 구멍을 뚫음으로서 빠져나오게 하는 것과 비슷하게 K+를 원형질막을 사이에두고 자유롭게 움직일 수 있게 해줍니다. 중요한 것은 이 K+채널이 에너지를 쓰는 능동수송이 아니라 그저 통로의 역할만을 한다는 것입니다.


 Na+는 그에 맞는 Na+채널이 ‘닫혀있기 때문에’ 원형질막을 통과할 수 없습니다. 때문에 한번 나간 Na+는 탈분극되어 채널이 열리기 전까지는 들어오는게 거의 불가능하죠.


 이온의 농도를 바꾸는 또 다른 원인은 나트륨 – 칼륨 능동수송 펌프에 있습니다. 이 단백질은 ATP를 사용하여 한번에 3개의 나트륨을 밖으로 보내고 2개의 칼륨을 안으로 들여옵니다.


휴지전위는 안의 전압 – 밖의 전압이 약 -70mV정도 됩니다. 이 -70mV라는 것은 K+을 세포 안에 잡아두기 위해 필요한 전위차입니다.


K+은 원형질막에서 자유롭기 때문에 그것을 잡아두지 않으면 막 밖으로 확산되어 버릴 것입니다. 이 때 K+는 양이온이므로 세포 안을 음전하로 만들면 K+는 세포 안에 유지될 것입니다. 물론 이때 Na+는 막 밖에서 들어올 수 없는 상태이죠.


세포안을 음전하로 만드는 것은 세포 내에 있는 ‘음단백질’들입니다. 또한 Cl-이온도 관여를 합니다. 칼륨이온의 막 안팍의 농도차가 어느 정도일때 칼륨이온을 잡아두기 위한 최소한의 음전하를 구하는 Nernst식이라는 것이 있습니다. 이것은 참고로 알아두세요.


정리하자면 휴지전위의 세포는 세포안이 세포밖에 비해 음전하를 띄고 있으며 이는 세포안에 있는 음단백질과 기타 음이온 때문입니다. 세포막 바깥쪽 보다 안쪽에 더 많이 존재하는 이온은 K+나 Cl- 입니다. 물론 이것은 휴지전위일 때를 말하는 것입니다. 불균등한 이온 분포가 이루어질 수 있는 요인은 막의 투과성과 능동수송 때문입니다. 또한 세포 안의 음이온과 음단백질도 있겠죠.

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