問題
静止電位を生じる細胞膜内外の違いはどれか。
- イオン分布
- 水分分布
- 浸透圧
- pH
解答: 1（イオン分布）
解説
- 正しい。静止膜電位は細胞膜内外のイオン分布の違いによって生じる。細胞外液ではNa⁺が主要な陽イオン（約90%）であり、細胞内液ではK⁺が主要な陽イオンである。このイオン分布の差はNa⁺-K⁺ポンプ（ナトリウムポンプ）によってATPを消費して能動的に維持されている。静止状態では細胞膜のK⁺透過性が高いため、K⁺が濃度勾配に従って細胞外へ流出し、細胞内が負（約-70mV）の電位が生じる。これが静止膜電位である。
- 誤り。水分分布の差は浸透圧に関与するが、膜電位（電気的な電位差）を直接生じさせる原因ではない。
- 誤り。細胞内外の浸透圧はほぼ等しく保たれており（等張維持）、細胞膜内外の「違い」とはいえない。浸透圧の差は膜電位を生じる要因でもない。
- 誤り。pHの差は酸塩基平衡に関わるが、静止膜電位を生じる主因ではない。
ポイント
- 静止膜電位の成因は細胞内外のイオン分布の差（内にK⁺、外にNa⁺）であり、Na⁺-K⁺ポンプがこの分布を維持している。
- 覚え方のコツ: 「電位＝イオン分布」と直結させて覚える。「膜電位を問われたらイオン」が鉄則である。
- 関連知識: Na⁺-K⁺ポンプは能動輸送の代表例であり、ATPを消費してNa⁺を細胞外へ、K⁺を細胞内へ輸送する。静止膜電位は神経・筋の興奮（活動電位発生）の前提条件である。
- よくある間違い: 細胞内外の浸透圧はほぼ等しい（等張維持）ため、そもそも「膜内外の違い」に該当しない。pHは内外で異なる（細胞内がやや酸性）が、膜電位を生じる直接の原因ではない。膜電位はあくまでイオン（荷電粒子）の分布差によって生じる。
| 細胞膜内外の違い | 関連する生理現象 |
|---|---|
| イオン分布（K⁺/Na⁺） | 静止膜電位、活動電位 |
| 浸透圧 | 内外ほぼ等しい（等張維持） |
| pH | 酸塩基平衡 |
表: 細胞膜内外の違いと関連する生理現象
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