resting potential and action potential

소개

이번 실험에서는 세포에 주입하는 current의 양을 일정하게 하면서 voltage의 변화를 관찰하는 방법인 current clamp(c-clamp)을 이용하여 신경세포의 resting potential과 action potential를 측정해보았다. resting potential과 action potential은 세포막 내부와 외부에서 Na, K 등과 같이 이온이 불균등하게 분포하기 때문에 형성되는 전기화학적인 현상이다.
도스프로그램에서 매번 여러 가지 이온의 농도, current, leakage 정도 등의 수치를 변경해가면서 resting potential, action potential, 각 이온의 변화에 의한 potential 변화 등을 알아보았다.

각각의 단계별로 캡쳐했습니다.

목차

Abstract:
Introduction:
Materials & Methods:
Result:
Discussion:
Reference:

본문내용

Abstract:
이번 실험에서는 세포에 주입하는 current의 양을 일정하게 하면서 voltage의 변화를 관찰하는 방법인 current clamp(c-clamp)을 이용하여 신경세포의 resting potential과 action potential를 측정해보았다. resting potential과 action potential은 세포막 내부와 외부에서 Na, K 등과 같이 이온이 불균등하게 분포하기 때문에 형성되는 전기화학적인 현상이다.
도스프로그램에서 매번 여러 가지 이온의 농도, current, leakage 정도 등의 수치를 변경해가면서 resting potential, action potential, 각 이온의 변화에 의한 potential 변화 등을 알아보았다.

Introduction:
신경이나 근세포 따위 흥분성 세포 속에 미소전극(microelectrode)을 삽입하여 전압을 측정해보면 세포 내외에는 전위차가 있음을 알 수 있다. 즉 세포의 안쪽은 바깥쪽에 비해서 10~100 mV 정도 음전하를 띠고 있다. 이와 같은 전위차를 휴지막전위 혹은 휴지전위라고 부르며, 이러한 전위차는 비록 크기에는 차이가 있으나 모든 세포에서 관찰된다. 이 전위차는 미소전극을 세포 밖에서 세포막을 뚫고 세포 속으로 삽입하는 순간에 나타나며 전극을 그대로 유지하는 한 전위가 그대로 유지되는 사실로 미루어 휴지전위의 기원은 세포막에서 비롯되는 현상임을 알 수 있다. 이러한 흥분성 세포의 휴지전위는 세포가 자극을 받아 흥분하면 전위가 갑자기 변해서 활동전위가 나타나게 되고, 이러한 전위의 변화가 신경의 흥분전도나 근육의 수축 등의 생리현상을 유발하는 원동력이 된다.
각 세포는 표면막에 휴지상태로 정의되는 전위차를 형성한다. 이러한 휴지전위는 세포의 종류와 이온환경에 따라 -30에서 -100mV의 범위로 형성된다. 휴지전위의 형성에는 두가지 요인이 관여한다. 그 중 하나는 막의 펌프작용에 의한 능동수송 및 Donnan평형에 의한 세포 내외의 무기이온의 서로 다른 농도분포이다. 두 번째 요인은 존재하는 이온의 일부를 투과시킬 수 있는 세포막 이온채널의 열림상태이다. 이온농도의 서로 다른 분포는 평형전위에 도달되도록 화학적 이동력을 유발시킨다. 이런 현상이 휴지전위 형성의 이론적 기초가 된다.

참고자료

· - 강만식, 동물생리학, 1993, 교학연구사, pp.32~63
· - 김학열, 동물생리학, 1996, 정문각, pp.97~119
· - JOHN HUGUENARD DAVID A. MCCORMICK, ELECTROPHYSIOLOGY OF THE NEURON, 1994, OXFORD UNIVERSITY PRESS, p.13