神経細胞同士の情報伝達では、シナプス前膜から放出された神経伝達物質がシナプス後膜に作用し、さまざまな電気的変化が起こります。このシナプス後膜で起こる変化は、生理学を理解するうえで重要なポイントです。この記事では、シナプス後膜の変化を大きく2つに分類し、それぞれの仕組みや違いについて具体的に解説します。
シナプス後膜で起こる変化は大きく2種類に分けられる
シナプス後膜で起こる変化は、大きく分けると「興奮性シナプス後電位（EPSP）」と「抑制性シナプス後電位（IPSP）」の2つに分類されます。
これらは、神経伝達物質がシナプス後膜の受容体に結合した結果、膜電位が変化する現象です。簡単に言うと、次の神経細胞が興奮しやすくなる変化と、興奮しにくくなる変化の2種類があります。
神経系では、この2つの作用が組み合わさることで、必要な情報だけを選択して伝達したり、過剰な興奮を抑えたりしています。
興奮性シナプス後電位（EPSP）とは
興奮性シナプス後電位（EPSP：Excitatory Postsynaptic Potential）は、シナプス後膜を興奮しやすい状態にする変化です。
神経伝達物質がシナプス後膜の受容体に結合すると、ナトリウムイオン（Na⁺）などが細胞内へ流入することがあります。その結果、細胞内の電位が正の方向へ変化し、膜電位が静止膜電位から活動電位の発生しやすい状態へ近づきます。
例えば、複数の神経細胞から同時にEPSPが発生すると、それらが加算されて一定の閾値を超えた場合、次の神経細胞で活動電位が発生します。
抑制性シナプス後電位（IPSP）とは
抑制性シナプス後電位（IPSP：Inhibitory Postsynaptic Potential）は、シナプス後膜を興奮しにくい状態にする変化です。
この場合、神経伝達物質の作用によって塩化物イオン（Cl⁻）が細胞内へ流入したり、カリウムイオン（K⁺）が細胞外へ流出したりします。その結果、膜電位はより負の方向へ変化し、活動電位が発生しにくくなります。
例えば、脳内で多くの神経細胞が同時に興奮しすぎると正常な情報処理ができなくなるため、IPSPによって神経活動を調整しています。
EPSPとIPSPの違いを比較する
| 種類 | 働き | 膜電位の変化 | 結果 |
|---|---|---|---|
| 興奮性シナプス後電位（EPSP） | 神経細胞を興奮しやすくする | 脱分極 | 活動電位が発生しやすくなる |
| 抑制性シナプス後電位（IPSP） | 神経細胞を興奮しにくくする | 過分極 | 活動電位が発生しにくくなる |
EPSPは神経細胞のスイッチを入れる方向の変化、IPSPはスイッチが入りすぎないように調整する変化と考えると理解しやすくなります。
実際の神経回路では、1つの神経細胞に対して多数のシナプスが存在し、EPSPとIPSPが同時に発生しています。その総合的な結果によって、神経細胞が発火するかどうかが決まります。
シナプス後膜の変化が重要な理由
神経系では、単純に信号を伝えるだけではなく、情報の強弱を調整する必要があります。その役割を担っているのが、シナプス後膜で起こるEPSPとIPSPです。
例えば、手を熱いものから離す反射では、筋肉を動かす神経を興奮させる一方で、反対方向の筋肉の活動を抑える必要があります。このような調整にも興奮性と抑制性のシナプス作用が関係しています。
この仕組みにより、脳や脊髄では複雑で正確な情報処理が可能になっています。
まとめ｜シナプス後膜の変化は興奮と抑制の2種類
シナプス後膜で起こる変化は、大きく「興奮性シナプス後電位（EPSP）」と「抑制性シナプス後電位（IPSP）」の2つに分けられます。
EPSPは膜を脱分極させて神経細胞を興奮しやすくし、IPSPは膜を過分極させて興奮を抑える働きを持っています。
生理学の試験などでは、この2つの名称だけでなく、膜電位の変化やイオンの移動、神経活動への影響まで合わせて理解すると、シナプスの仕組みをより深く把握できます。
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