핵심 해설
이 문제는 신경세포의 활동전위 발생 기전에서 탈분극을 담당하는 주된 이온을 묻고 있습니다.
신경세포가 역치 이상의 자극을 받으면, 휴지기에는 닫혀 있던 전압 개폐성 나트륨 통로가 열립니다. 이때 나트륨이 세포막을 경계로 한 농도 기울기와 전기적 기울기에 따라 세포 외부에서 내부로 빠르게 유입됩니다. 양이온인 나트륨의 대량 유입은 세포막 안쪽을 상대적으로 양성으로 만들어 막전위를 급격히 상승시키는데, 이 현상이 바로 탈분극입니다. 이후 전압 개폐성 칼륨 통로가 열려 칼륨이 세포 밖으로 유출되면서 재분극이 일어납니다.
구분
주요 이온 이동
막전위 변화
통로 상태
탈분극
나트륨 유입
상승 (양성 방향)
전압 개폐성 나트륨 통로 개방
재분극
칼륨 유출
하강 (음성 방향)
전압 개폐성 칼륨 통로 개방
임상 실무 가이드
국소마취제(예: 리도카인)는 전압 개폐성 나트륨 통로를 차단하여 탈분극을 억제하고 활동전위 발생을 막아 통증 신호 전달을 차단합니다. 일부 항부정맥제(Class I)도 유사한 기전으로 심장 활동전위를 조절합니다.
활동전위 — 신경이나 근육 같은 흥분성 세포에서 역치 이상의 자극에 의해 발생하는 전기적 신호로, 탈분극과 재분극의 과정을 거쳐 정보를 전달함.
탈분극 — 세포막 안팎의 전위차가 감소하거나 역전되는 현상. 주로 나트륨 이온의 세포 내 유입으로 발생하여 활동전위의 상승 단계를 만듦.
재분극 — 탈분극 후 막전위가 휴지기 전위 수준으로 되돌아가는 과정. 전압 개폐성 칼륨 통로가 열려 칼륨 이온이 세포 밖으로 유출됨.
전압 개폐성 나트륨 통로 — 막전위 변화에 반응하여 열리는 이온 통로로, 탈분극 시기에 열려 나트륨을 빠르게 세포 내로 유입시키는 핵심 단백질.
휴지기 막전위 — 자극이 없는 안정 상태의 세포막 안팎 전위차로, 신경세포에서는 약 -70mV를 유지하며 주로 칼륨의 투과성에 의해 결정됨.