Introduction

심혈관계호흡계신경계

내분비계생식계

근골격계소화계

Nerve Cell

Up to 1 meter

Dendrite Axon Termination

Axon1um

25um

Nerve Cell

인지 : 수많은

신경세포들 사이의

전기신호 교류

외부 자극

Sensary Nerve

Motor Nerve

잘랐을 경우

HD저장

DVD

제작

D/Aplaye

r

Membrane

Protein

절연체

6~8nm

Intracellular FluidCl-

Extracellular Fluid

Na+ Na+Cl-

Na+

Na+ , K+ pump ; 화학반응을 일으키는 Energy(ATP)

Glucose + O2 ; Energy 원 .; 세포 하나하나에 각각 공급

위해먹고 (Glucose) , 숨 (O2)

쉬세요

• Membrane 근처를 제외하고 전기적으로 중성

• 이것이 유지되면 Alive• 외부 자극에 의해 전기신호를

만들거나 받을 수 있어야 한다 .• 즉 , 이온의 불균형을 유지해야 해 !• Diffusion 을 거스를 Energy 필요 .

Insulating Membrane

도체 - 전해질 경계면 에서 발생하는 ‘ 특이현상’ 은 무시Insulating membrane

전류가 흘러야지만 전압이 생기는 것은 아냐 ,

Na+

Cl-

Na+

Cl-

중성 중성

V = 0

Permeable Membrane

Na+ Na+

Cl- Cl-

중성 중성

Membrane is permeable to both Na+ & Cl-

V = 0

항상 전기적으로 중성 ,농도가 같아질 때까지 Diffusion 만 발생 ,

Semi-permeable Membrane

Na+

Cl-

Na+

Cl-

중성 중성

Semi-persmeable Membrane(Only to Na+)

Dynamic Equilibrium

Analysis

전압의 발생 조건은 ?반투막 ( Electric Field 발생 )농도 차

IF) Scale Down ,Random Noise 발생

V

t

참고 ) P/N - JUNCTION

Si

Si

N

B; P형

; N형

현상은 굉장히 유사하다 .Na+, Cl- 둘 다 이동할 수 있

다 .Pn-junction 에서 전자는

이동할 수 있지만 양이온은 못 움직인다 .

Nernst Equation

dv

dx

Diffusion 에 의한 전하의 이동량 ; [ ]d v s

d sQ A D

dx

X

[s]

[ ]d s

dx

; 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 움직인다

전계에 의한 전하의 이동량 ; [ ]e s q v

dvQ Z A s

dx

v

x ; 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 움직인다

Nernst Equation

ss

B

D

T

vF A q vR BA

전체 양전하의 이동량 ; d eQ Q Q

[ ][ ]v s s v

Zf dv d sA D s D A

RT dx dx

[ ] 1

[ ]

Zf dv d s

RT dx dx s

Nernst Equation

[ ] 1

[ ]

Zf dv d s

RT dx dx s

0 0

[ ] 1

[ ]

d dZf dv d sdx dx

RT dx dx s

0 0

1[ ]

[ ]

d dZfdv d s

RT s 0 0

ln[ ]x d x d

x x

ZfV s

RT

0

[ ]( ) ( 0) ln

[ ]x d

s

sZfV x d V x

RT s

[ ]ln[ ]

inm out in

out

sRTV V V

Zf s

123p 식 4.1 과의 비교

[ ]ln[ ]

outK in out

in

KRTE V V

nf K

[ ]ln[ ]

inm out in

out

sRTV V V

Zf s

수업 시 유도된 공식 :

123p 식 4.1 의 공식 :

Z 와 n 은 표기의 차이일 뿐 같은 원자가를 의미한

다 .

세포 안 전압에서 세포 밖 전압의 차이를 구함 .

123p 식 4.2 와의 비교

[ ] [ ] [ ]ln

[ ] [ ] [ ]K out Na out Cl in

K in Na in Cl out

P K P Na P ClRTE

nf P K P Na P Cl

막 내부와 외부에 존재하는 여러 종류의 이온들에 의한 영향 :

E : 막을 통해 흐르는 순전류가 0 일때 안정막의 평형전위

P : 막의 투과도

The Active State

Depolarization

Repolarization

Hyperpolarization

t1 t2

tD

D1 D2

t=t1

t=t2 Vo2

Vo1

t

t

-60mV

Resting MembranePotential(RMP)

참고 ) Micropipet

Microelectrode Puller

The Active Potential

VTH ; Threshold Voltage

Abstract Refractory Period

RelativeRefractoryPeriod

자극이 새로 들어와도 무시 전의 크기보다 더 큰 자극이 와야 반응 .같은 신호가 짧은 시간에 오면 Saturation

약간 VTH 이상으로 올려주면 Na, K 의 conductance 가 커져서Depol. Repol. 됨

2mscm Vo

Membrane conductance(membrane permeability)

20

0

-20

-40

-60

Nerve Conduction Velocity

2[ ]

[ ]D

D m

t s= Nerve Conductance Velocity(NCV)

; 수십 m/s ( 40m/s, 90m/s )

2m

t=0, tickling

t=?

50

20.04 40

50

mNCV sm

t s msms

Nerve Conduction Velocity

Na+

Na+Na+

Resting

Depol.Repol.

Na+ - K+ pump

Nerve Conduction Velocity

NCV ↑NCV ↓

Refractory Period

Thank you