「膜電位センサー」の版間の差分

　細胞は[[wikipedia:ja:誘電体|誘電体]]である脂質二重膜（[[細胞膜]]）によって外界と内部を電気的に遮断している。膜により隔たれた組成の異なる溶液の間に発生する電位差を膜電位と言う。[[wikipedia:ja:ほ乳類|ほ乳類]]の[[wikipedia:ja:神経細胞|神経細胞]]の細胞膜には[[wikipedia:ja:Na+|Na+]]と[[wikipedia:ja:K⁺|K⁺]]を交換するポンプ([[Na+/K⁺ ATPase]])が存在し、細胞内はK⁺が多くNa+が少なく、細胞外はNa+が多くK⁺が少ない、という細胞膜を隔てたイオン濃度勾配が存在する。イオン選択性を有するイオンチャネルの働きにより細胞膜はK⁺の透過性が高く、そのため細胞内電位が細胞外電位に対して-60～-80mV低い（[[静止膜電位]]）。化学的[[シナプス伝達]]や電気刺激などの種々の物理的刺激により、細胞膜のイオン透過性が変化し膜電位は変動する。主に[[電位依存性ナトリウムチャネル]]の働きにより、一過性にゼロを超える（オーバーシュート）自己再生的な膜電位の変動が見られる([[活動電位]])。このように神経細胞における膜電位はスパイク発火時に時々刻々と変化しており、その膜電位変化を感知するのが膜電位センサーである。電位依存性イオンチャネルの場合、膜電位変化を電位センサードメインが感知して、分子内で[[イオン透過ゲート]]を開く力に変換される、その結果、イオン透過量が膜電位に依存して変化する。

　18世紀中頃イタリアの医師[[wikipedia:ja:ガルヴァーニ|ガルヴァーニ]]が、[[wikipedia:ja:カエル|カエル]]の[[wikipedia:ja:筋肉|筋肉]]がカミナリの[[wikipedia:ja:雷光|雷光]]により収縮することを発見してから、生命現象と電気的活動の関係を探る研究が今日に至るまで盛んに行われている。膜電位センサーの概念は1952年の[[wikipedia:ja:イカ|イカ]]の巨大[[軸索]]を使った[[wikipedia:ja:Hodgkin|Hodgkin]]-[[wikipedia:ja:Huxley|Huxley]]の研究において初めて導入され、膜電位に依存して起こる神経の電気的興奮において膜電位センサーの存在が想定された<ref><pubmed> 14946712 </pubmed></ref>。1974年にArmstrong & Bezanillaによりイカの巨大軸索から電位依存性チャネルのゲート開口に伴う電荷の移動（[[ゲート電流]]）が初めて観測され、膜電位に依存する分子の挙動が反応速度論的に証明された<ref><pubmed> 4824995 </pubmed></ref>。