[CCDS EXAM] Action potential

📌 Cardiac Action Potential 단계 정리 (심근 세포 기준)

 

phase	주요 이온 이동	설명
Phase 0	Na⁺ influx	급속 탈분극
Phase 1	K⁺ out	초기 재분극
Phase 2	Ca²⁺ influx	Plateau
Phase 3	K⁺ outflow	빠른 재분극
Phase 4	K⁺ leak	휴지기

Cardiac Action Potential (심장 활동전위)

• Depolarization = phase 0
  → 탈분극 = 0단계
• Repolarization = phase 1–3
  → 재분극 = 1–3단계
• Resting Membrane Potential = phase 4
  → 안정막전위 = 4단계
• Phase 0는 다음 세포가 얼마나 빠르게 탈분극되는지를 결정하며, 이는 전도 속도(conduction velocity)와 관련이 있다.
• Phase 1–3은 불응기(Refractory Period)로, 세포가 다시 얼마나 빨리 탈분극될 수 있는지를 결정한다.
• Phase 4는 안정기(resting phase)로, 이온 누출(ion leakage)이 발생할 수 있으며 이는 다음 자발적 탈분극이 언제 일어날지, 즉 세포의 자동능(automaticity)을 결정한다.

 

 Action Potentials(활동전위)

• Phase 0: 탈분극 — 빠른 Na⁺ 채널이 열리면서 Na⁺가 세포 안으로 유입되어 세포가 양전하를 띠게 된다.
• Phase 1: Na⁺의 세포 내 유입이 멈추며, 초기 빠른 재분극이 일어난다.
• Phase 2: Ca²⁺가 세포 안으로 들어오는 plateau 단계이며, 동시에 K⁺는 서서히 세포 밖으로 나간다.
• Phase 3: 빠른 재분극 — K⁺의 세포 밖 유출(outward K⁺ current)이 증가하고, Ca²⁺ 및 Na⁺ 채널은 비활성화된다.
• Phase 4: 안정기(resting phase) — SA node와 AV node에서는 이온 누출(leaky current)이 발생한다.

SA node와 AV node는 약 -50mV 부근에서 서서히 탈분극하는 특성이 있으며, 이것이 자동능(automaticity)을 만든다.

 

왼쪽 그래프 – 활동전위 전체 흐름

Phase 0 (탈분극) :Na⁺ 급속 유입 막전위 급상승

Phase 1 Na⁺ 유입 멈춤, 초기 재분극

Phase 2 (Plateau) Ca²⁺ 유입, K⁺ 서서히 유출, 막전위 유지

Phase 3 (재분극) K⁺ 대량 유출, Ca²⁺ & Na⁺ 비활성화, 막전위 하강

Phase 4 (안정기) K⁺ leak, 안정막전위 유지

 

2️⃣ Absolute Refractory Period (절대불응기)

그림에서 노란 영역. 

📌 Phase 1–초기 Phase 3까지 포함

이 시기에는:

• 아무리 강한 자극을 줘도
• 새로운 활동전위 생성 불가

왜?

👉 Na 채널이 아직 recovery 안 됨
👉 channel이 inactivated 상태

3️⃣ Relative Refractory Period (상대불응기)

Phase 3 후반부

이 시기에는:

• 아주 강한 자극이면 반응 가능
• 하지만 전도 느림
• abnormal conduction 가능

👉 이 시기에 PVC가 들어오면 위험

4️⃣ 오른쪽 그림 의미

세포 내 + 전하와 – 전하가 재배치되는 모습 표현

재분극은

K⁺가 밖으로 나가면서 세포 내부가 다시 음전하로 돌아오는 과정

5️⃣ 아래 이온 이동 그림

Depolarization → Na⁺ 유입
Plateau → Ca²⁺ 유입
Repolarization → K⁺ 유출

이 흐름을 시간 순서대로 보여줌.

🔥 CCDS에서 중요한 연결

Phase 0 → 전도속도 결정

Na channel이 빠를수록 conduction velocity ↑

Phase 1–3 → 불응기 결정

재분극 길이 = refractory period 길이

Phase 3 연장 = QT 연장

IKr 차단 → Torsades 위험

🎯 시험에서 자주 묻는 포인트

• Absolute vs Relative 차이
• Phase 3 = K⁺ outflow
• Refractory period는 재분극과 연결
• Antiarrhythmic Class III는 Phase 3 연장

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💡 한 줄 요약

재분극(Phase 3)은 K⁺ 유출에 의해 발생하며, 이 시기는 절대 및 상대 불응기를 형성하여 다음 탈분극 가능 시점을 결정한다.