핵심 해설
이 문제는
안정막전위(Resting membrane potential) 발생의 가장 주된 기전을 묻고 있어요. 신경세포나 근육세포가 흥분하지 않고 가만히 있을 때, 세포막 안쪽이 바깥쪽보다 음전하(-)를 띠는 현상을 말하죠. 치과위생사로서 국소마취의 작용 기전이나 신경 차단을 이해하기 위해 반드시 알아야 할 기초 생리학 개념이에요.
핵심 개념 분석 (Key Concept)
안정막전위의 약 -70mV는 크게 두 가지 요소에 의해 결정돼요. 첫째는
세포막 내외의 칼륨 이온(K⁺) 농도 차이이고, 둘째는
정지성 칼륨 통로(Leak potassium channel)예요. 세포 안에는 칼륨이 많고 세포 밖에는 나트륨이 많죠. 이 상태에서 정지성 칼륨 통로가 열려 있으면, 칼륨 이온이 농도가 높은 세포 안에서 밖으로 확산(Diffusion)되어 나가요. 양전하를 띤 칼륨이 빠져나가면 세포 안은 상대적으로 음전하가 강해지면서 안정막전위가 형성되는 거예요.
정답 근거 (Answer Rationale)
핵심! 정답은 5번이에요.
안정막전위는 능동적 수송(펌프)보다는 이온의
수동적 확산에 훨씬 더 크게 의존해요. 세포막에 항상 열려 있는
정지성 칼륨 통로를 통해 칼륨이 세포 밖으로 유출되면서 세포 내부를 음전하로 만드는 것이 주 기전이에요. 칼륨의 평형 전위는 약 -90mV로, 실제 안정막전위(-70mV)에 가장 가까워 칼륨이 막전위 형성에 지배적인 역할을 한다는 점을 꼭 기억하세요.
오답 분석 (Distractor Analysis)
혼동 주의! ①번:
나트륨-칼륨 펌프(Na⁺-K⁺ ATPase)는 ATP를 사용해 나트륨 3개를 밖으로, 칼륨 2개를 안으로 수송해
농도 기울기를 유지하는 데 기여해요. 전기적 불균형(양이온 1개 순손실)을 만들긴 하지만, 이 전기적 기여도는 전체 안정막전위의 약 10% 미만으로 매우 작아 '주된 기전'으로 보기 어려워요.
②번: 염소 이온(Cl⁻)은 세포 내 능동적 축적보다는 수동적으로 분포하며, 안정막전위를 세포 내 음전하 방향으로 약간 안정화시키는 보조적 역할을 할 뿐이에요.
③번:
전압개폐 칼슘 통로(Voltage-gated calcium channel)는 안정 시에는 닫혀 있어요. 활동전위 발생 시 탈분극에 의해 열리므로 안정막전위 발생과는 무관해요.
④번: 전압개폐 나트륨 통로 역시 안정 시에는 닫혀 있으며, 활동전위의 탈분극기(급속 상승기)에 순간적으로 열리는 통로라서 안정막전위 형성에 관여하지 않아요.
연관개념정리 (Related Concepts)
안정막전위에서 탈분극(Depolarization)이 발생해 역치(Threshold)에 도달하면 전압개폐 나트륨 통로가 열리면서 활동전위(Action potential)가 시작돼요. 이 활동전위가 신경을 따라 전달되는 것을 국소마취제가 차단하는 원리와 연결해서 공부하면 더 기억에 오래 남아요.
개념 정리
안정막전위 = 칼륨의 평형 전위에 가깝게 형성
한눈에 비교!
| 구분 | 안정막전위 | 활동전위 |
|---|
| 주요 이온 | 칼륨(K⁺) | 나트륨(Na⁺) |
| 관여 통로 | 정지성 칼륨 통로 | 전압개폐 나트륨/칼륨 통로 |
| 막전위 변화 | 안정적 (-70mV) | 탈분극 → 재분극 |
암기 팁
핵심! "안정(安定)은 칼륨이 안정적으로 새나간다!"로 암기하세요. 안정막전위는 'Leak(새는) 칼륨 통로'가 핵심이에요.
국시 빈출 포인트
안정막전위의 이온 기전은 생리학뿐 아니라 국소마취학과도 연결되어 출제돼요. 마취 용액이 나트륨 통로를 막아 탈분극을 차단한다는 기전과 비교하는 문제가 자주 나오니, '안정 시 = 칼륨', '활동 시 = 나트륨'을 꼭 구별하세요.
기출 변형 주의!
"안정막전위를 유지하는 데 가장 중요한 능동 수송 기전은?" → 나트륨-칼륨 펌프. 문제에서 '주된 기전'을 물었는지, '농도 기울기를 유지하는 기전'을 물었는지 정확히 읽어야 해요.