1. 세포 안에 K가 많고 세포 밖에 Na가 많습니다.

이건 그냥 이렇습니다.

자세한 건 세포학(cytology)나 생리학(physiology) 같은 거 공부하시면 될 듯...

2. 바뀌기 전에도 전기적 신호를 내야 하는 것 맞습니다.

평소에도 미약하게 전기적인 중성 상태를 벗어나 있습니다.

3. K와 Na가 바뀌는 거랑 전기신호랑 상관이 있기는 합니다.

K와 Na가 서로 위치가 바뀌면서 전기적 신호를 띄는 것은 맞다고는 할 수 없겠습니다.

(뭐, 딱히 틀리다고 단정할 수도 없는 거지만...)

---(화학적인 얘기)---------------------------------------------------

간단하게 물에 녹았을 때 이온이 되는 물질을 전해질이라고 합니다.

이온이란 원자(또는 분자)가 전자를 얻거나 잃은 것을 말합니다.

원자는 원자핵 속의 양성자 수(+전하)와 그 주위를 돌고 있는 전자(-전하)의 수가 일치하기 때문에

중성을 띠고 있습니다.

K, Na, Ca 등은 전자를 버려 (-)전하가 감소하기 때문에 K⁺, Na⁺, Ca²⁺ 등의 양이온을 형성합니다.

Cl, F, O 등은 전자를 얻으면서 (-)전하가 늘기 때문에 Cl^-, F^-, O^2- 등의 음이온을 형성합니다.

---(물리학[전기]적인 얘기)--------------------------------------------

쉽게 말하자면 전하가 가진 잠재적인 에너지(위치에너지, potential energy)를 전위라고 합니다.

어떤 두 부분 사이의 전위의 차이를 전위차라 하며, 다른 말로 전압(voltage)이라 합니다.

---(본론)-----------------------------------------------------------

뉴런 세포의 세포막을 기준으로 안쪽은 K+, 바깥쪽은 Na+가 분포하고 있으며,

바깥쪽의 양전하 전위(전하량)가 더 많아 세포밖은 (+)전압, 세포 안은 (-)전압을 띠게 됩니다.

이처럼 세포막을 기준으로 전위차에 의한 극성이 나누어 지기 때문에

이를 분극상태라고 하며,

이 때의 전위차를 휴지전위 또는 정지전위(resting potential)라 합니다.

외부자극을 받으면 세포는 Na+에 선택적인 채널(통로)을 열어서

Na+가 세포 안으로 막 밀려들어옵니다.

상대적으로 (-)전위를 가지고 있던 세포 안으로 (+)전하가 추가 유입되면서

원래의 정지전위를 잃게 됩니다. (-에서 0을 거쳐 +까지 올라가죠)

이를 탈분극이라 하며,

이 때의 전위차를 활동전위라 합니다.

그리고 세포는 다시 원래의 정지전위로 되돌아가기 위해 급한대로

K+채널을 열어 K+를 밖으로 보냅니다.

Na+채널이나 K+채널이나 이온에 선택적이고, 한쪽 방향으로만 통과가 가능하다고 보시면 되겠습니다.

다시 원래의 정지전위로 돌아가는 것을 재분극이라고 합니다.

정지전위로 돌아가는 것이기 때문에 신호(자극)을 잃게 되는 것이지요.

이것이 뉴런 액손(축색돌기?축삭돌기?)을 따라

한쪽 방향으로(unidirectional) 순차적으로 일어나게 되어

외부자극은 한쪽 방향으로만 진행합니다.

그 후 Na⁺-K⁺펌프에 의해 세포 안에 있던 Na+를 다시 밖으로 퍼내고

K+를 안으로 퍼와서 처음의 상태대로 돌려놓습니다.

즉, 분극-탈분극-재분극-? stage에 따라

전위 : 안정 - 변화 - 안정 - 안정

이온 : 안정 - 변화 - 변화 - 안정

인 상태인 것이죠.

또한 세포막 기준으로 잘 나뉘어 있던 이온이 한쪽(세포 내)으로 쏠리면서

자극에 대한 신호가 발생하고,

원주민(K+)을 밀어내서 처음 전위로 돌아가는 것이니

두 이온의 위치가 바뀌면서 전기적 신호를 띠는 것은 아니라고 볼 수 있겠습니다.

오해의 소지는 있긴 하지만 대략적으로 이렇게 이해하시면 되겠습니다.