# 활동전위의 재분극기(repolarization)에 일어나는 이온 이동으로 옳은 것은?

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> subject: 과목별 모의고사 | 물리치료 기초

## 문제

활동전위의 재분극기(repolarization)에 일어나는 이온 이동으로 옳은 것은?

## 보기

1. 나트륨이온이 농도 기울기를 거슬러 세포 밖으로 나간다
2. 나트륨이온이 전압작동 통로로 세포 안에 급격히 들어온다
3. 칼륨이온이 농도 기울기를 따라 세포 밖으로 나간다 **✔ 정답**
4. 칼륨이온이 나트륨-칼륨 펌프로 세포 안에 능동수송된다
5. 염소이온이 세포 밖으로 대량 빠져나간다

**정답: 3**

## 해설

재분극은 전압작동 칼륨통로가 열려 세포 안에 많은 칼륨이온이 농도 기울기를 따라 밖으로 나가면서 막전위가 안정막전위 쪽으로 되돌아오는 과정이다. 나트륨이온이 안으로 들어오는 것은 탈분극이며, 나트륨-칼륨 펌프는 이후 농도 차를 복원하는 역할을 한다.

## 심화 해설

활동전위(action potential)의 재분극기(repolarization)는 탈분극기 동안 상승했던 막전위가 휴지기 수준으로 되돌아가는 단계입니다. 이 시기의 핵심 이온 이동은 칼륨이온(K+)의 세포 외 유출입니다. 탈분극으로 막전위가 역치 이상으로 상승하면 전압작동성 나트륨통로는 빠르게 비활성화되고, 상대적으로 느리게 열리는 전압작동성 칼륨통로(voltage-gated potassium channel)가 개방됩니다. 세포 내부의 칼륨 농도는 세포 외부보다 높으므로, 칼륨이온은 농도 기울기를 따라 세포 밖으로 확산되어 나가며 양전하를 세포 밖으로 빼앗아 감으로써 막전위를 다시 음전위로 떨어뜨립니다. 따라서 보기 3번이 정답입니다.

오답을 살펴보면, 보기 1번과 2번은 탈분극기(depolarization)의 이온 이동입니다. 탈분극기에는 전압작동성 나트륨통로가 열리면서 나트륨이온(Na+)이 농도 기울기를 따라 세포 안으로 급격히 유입됩니다. 나트륨이온이 농도 기울기를 거슬러 세포 밖으로 나가는 것은 재분극기가 아니라 휴지기 막전위 유지나 활동전위 이후 회복 과정에서 나트륨-칼륨 펌프(Na+-K+ pump)가 ATP를 사용해 수행하는 능동수송입니다. 보기 4번은 나트륨-칼륨 펌프의 작동 방향을 혼동한 것입니다. 나트륨-칼륨 펌프는 나트륨이온을 세포 밖으로, 칼륨이온을 세포 안으로 운반하지만, 이는 활동전위의 재분극을 직접 담당하는 기전이 아니라 이온 농도 기울기를 유지하는 배경 기전입니다. 보기 5번의 염소이온(Cl-)은 신경세포의 활동전위 재분극에 주요하게 관여하지 않습니다.

근거 자료는 심장 근육세포의 재분극에 필수적인 KV7.1(KCNQ1) 칼륨통로를 다루고 있습니다. 이 통로는 전압작동성 칼륨통로의 한 종류로, 심장 활동전위의 재분극을 담당합니다. KV7.1의 기능 상실 돌연변이(loss-of-function mutation)는 활동전위를 연장시켜 긴 QT 증후군 1형(long QT syndrome 1)을 유발하며, 이는 악성 부정맥의 소인이 됩니다. 이는 칼륨이온의 세포 외 유출이 재분극의 핵심 기전임을 보여주는 임상적 근거입니다. 칼륨통로가 제대로 기능하지 못하면 재분극이 지연되어 활동전위 지속시간이 길어지고, 심전도에서 QT 간격이 연장되는 것입니다.

혼동 주의! 활동전위의 각 단계별 이온 이동을 정리하면 다음과 같습니다.

| 단계 | 주요 이온 이동 | 통로/기전 |
| --- | --- | --- |
| 탈분극기 | Na+ 세포 내 유입 | 전압작동성 나트륨통로 개방 |
| 재분극기 | K+ 세포 외 유출 | 전압작동성 칼륨통로 개방 |
| 휴지기 회복 | Na+ 세포 외, K+ 세포 내 | 나트륨-칼륨 펌프(능동수송) |

핵심! 재분극기의 칼륨 유출은 농도 기울기에 따른 수동적 확산이며, 나트륨-칼륨 펌프의 능동수송과 구분해야 합니다. 칼륨이온이 세포 밖으로 나가는 직접적 원인은 전압작동성 칼륨통로의 개방이고, 펌프는 이후 이온 농도 기울기를 원래대로 복원하는 역할을 합니다.

## 임상 시나리오

활동전위 재분극의 임상적 이해칼륨통로와 심장 재분극 이상
재분극은 전압작동성 칼륨통로가 열려 칼륨이온이 농도 기울기를 따라 세포 밖으로 수동확산되면서 막전위가 음전위로 회복되는 과정입니다. 심장 근육세포에서 KV7.1(KCNQ1) 칼륨통로의 기능 상실은 재분극 지연을 유발합니다.

재분극 지연은 심전도에서 QT 간격 연장으로 나타나며, 긴 QT 증후군 1형으로 이어져 악성 부정맥의 소인이 됩니다. 칼륨통로가 정상적으로 열리지 않으면 활동전위 지속시간이 길어집니다.

주의재분극기의 칼륨 유출은 농도 기울기에 따른 수동적 확산이며, 나트륨-칼륨 펌프의 능동수송과 혼동하지 않아야 합니다. 펌프는 재분극 후 이온 농도 기울기를 복원하는 역할을 합니다.

## 핵심 개념

- **재분극** — 탈분극으로 상승한 막전위가 휴지기 수준으로 되돌아가는 단계
- **전압작동성 칼륨통로** — 탈분극에 의해 열려 칼륨이온을 세포 밖으로 유출시키는 통로
- **나트륨-칼륨 펌프** — ATP를 사용해 나트륨을 세포 밖으로, 칼륨을 세포 안으로 능동수송하는 막 단백질
- **탈분극** — 전압작동성 나트륨통로가 열려 나트륨이온이 세포 안으로 유입되는 단계
- **긴 QT 증후군** — 칼륨통로 기능 상실로 재분극이 지연되어 심전도 QT 간격이 연장되는 질환

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