電位依存性イオンチャネル

電位依存性イオンチャネルは、膜内電場の変化に応じて開口確率が変化するチャネルである。電位センサーをもつNa⁺、K⁺、Ca²⁺チャネルが代表的で、一部のCl⁻チャネルなどにも電位依存性ゲーティングがある。活性化・不活化の時間特性はサブタイプごとに異なる。

膜電位を壁の電圧とすると、一定の電圧に達したときだけ開く自動扉のようなものである。種類ごとに反応速度が違うため、先に開く扉と後から開く扉の組合せが電気信号の形を作る。

脱分極や過分極により電位センサーが移動し、その構造変化が孔のゲートへ伝わる。Na⁺チャネルでは活性化ゲートが速く開き、続いて不活化ゲートが閉じるため一過性内向き電流となる。遅れて開くK⁺チャネルは再分極を担う。電位依存性Ca²⁺チャネルは神経終末の小胞放出や筋細胞のCa²⁺流入を開始する。状態依存性薬物結合により、頻回発火組織が選択的に抑制されることもある。

軸索膜が閾値まで脱分極するとNa⁺チャネルが開き、Na⁺流入がさらに脱分極を進める。直後にNa⁺チャネルが不活化し、K⁺流出が膜電位を戻す。

「電位依存性」は開閉刺激を示し、イオン移動方向を示さない。開口しても駆動力がなければ電流は流れない。また、神経、心筋、平滑筋では発現サブタイプと活動電位への寄与が異なる。