Naイオンの講義
「Na（ナトリウム）イオン」が、心臓の細胞を興奮させる仕組みを講義いたします。身体は、心臓を「血液を送り出すポンプ」として動かしたいと思っています。しかし、心臓の細胞は簡単には動いてくれません。そこで、Na（ナトリウム）イオン、K（カリウム）イオン、Ca（カルシウム）イオンが活躍します。
心臓が動くための準備
Na「まず、俺たち（Na、Ca、Kイオン）が細胞の内にも外にも同じ量だけ、いると思ってくれ。俺たちは細胞膜（濃い水色の部分）を自由には通れないから、細胞内と細胞外のイオンの量は一緒だ。つまり、細胞内と細胞外の濃度が同じで、濃度差がないということだ。この状態では、心臓の細胞を興奮させることはできないんだ。」
この図はイメージですが、細胞内、細胞外ともに「Naイオン6個」、「Caイオン2個」、「Kイオン2個」であり、差がありません。（濃度差、電位差がない状態）
Na「そこで、俺たち（Na、Ca、K）が細胞内と細胞外で、バラバラにいる状態をつくる。この状態は、濃度差があり、細胞内と細胞外で電位差が生まれているんだ。その電位差に引かれて、細胞外の誰か（イオン）が細胞内に飛び込むんだ。」
Na、Ca、Kのイオンは、それぞれプラスの電荷をもっています。細胞内と細胞外で存在するイオンの個数に差があると、電位差が生まれます。例えば、細胞外にイオンがプラス1,000個、細胞内にイオンがプラス200個あれば、800個分の電位差が生まれます。つまり、細胞内は細胞外に比べてマイナス800の電位差があります。そして、その電位差をなくす（均一にする）ために、細胞外のイオンは細胞内に引き込まれます。
Na「細胞外の誰か（イオン）が細胞内に飛び込むことで、電位差が急激に変わる。その衝撃で電気（電流）が起き、細胞は興奮するんだ。」
細胞内外で電位差がある状態とは、イオンが細胞外から細胞内に引き込まれやすい状態です。そして、あるきっかけで細胞外のイオンが細胞内に引き込まれます。そのイオンの動きで電流（電気刺激）がうまれます。この仕組みは電池と同じであり、イオンの動き（移動）は「電流を生むこと」なのです。
心臓の部位ごとの準備
Na「先ほど、俺たち（Na、Ca、K）が細胞内と細胞外で、バラバラにいる状態をつくると言った。この状態を分極状態といい、心臓の細胞が興奮するために（電気刺激を生むために）重要なんだ。」
Na「そして、分極状態は心臓の部位によって異なるんだ。洞結節、房室結節は収縮しない。しかし、心房、心室、プルキンエ線維は収縮する。この違いで、準備（分極状態）が違うのだ。」
Na「分極状態の洞結節、房室結節はこんな感じ（下図）だ。細胞内外の電位差は、約-60mVと言われている。」
Na「分極状態の心房、心室、プルキンエ線維は、こんな感じ（下図）だ。細胞内外の電位差は、約-80～-90mVといわれている。心臓が収縮するために、差（電位差）が大きくなっている。差が大きいほど、大きな（電気）刺激を生み出せるんだ。」
※細胞内のCaイオンの多くは、筋小胞体という部屋に入っています。
続いて、心臓の動きと細胞膜を通るポンプ
関連ページ
第3章 “動く心臓”のつくりかた
▶動く心臓をつくるためには
▶心臓の動きと細胞膜を通るポンプ
▶洞結節の細胞を興奮させて伝達する
