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理由で解く 柔道整復師
QJ25A064 生理学
心筋の収縮力は、細胞内に入るCa2+の量でほぼ決まります。したがって「Ca2+流入が増えると発生張力が増す」とする4が正しい記述です。
心筋の活動電位では、脱分極に続いてL型Ca2+チャネルが開き、細胞外からCa2+が流れ込みます。このCa2+が筋小胞体のリアノジン受容体を開かせ、貯蔵Ca2+をさらに放出させます（Ca2+誘発性Ca2+放出）。細胞質のCa2+がトロポニンCに結合するとトロポミオシンがずれ、アクチンとミオシンが結合できるようになるため、Ca2+が多いほど張力は大きくなります。心筋は不応期が長く強縮を起こせないので、骨格筋のように「刺激頻度を上げて力を増す」ことができません。そのぶん収縮力の調節はCa2+動態と伸展（Frank-Starling機構）が担います。ジギタリスが収縮力を高めるのも、Na+/K+-ATPaseを抑えて細胞内Na+を上げ、Na+/Ca2+交換によるCa2+のくみ出しを鈍らせて細胞内Ca2+を増やすためです。
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骨格筋・心筋・平滑筋-比較表▶ この図の説明を読む
この図の解説
骨格筋・心筋・平滑筋の特徴を比較する表。筋線維（横紋筋／横紋筋／平滑筋）、形（円柱形／円柱形／紡錘形）、興奮伝導、神経支配、自動性、絶対不応期、単収縮の持続、強縮、疲労の項目で3種を対比する。心筋は横紋があり自律神経支配で自動性をもち、単収縮のみで疲労しにくい点が強調される。
学習の要点
- 骨格筋・心筋は横紋筋、平滑筋は横紋なし（紡錘形）
- 心筋は自律神経支配（不随意）で結節組織に自動性をもつ
- 心筋の絶対不応期は200〜300ミリ秒と長く、単収縮のみで強縮しない
- 骨格筋は運動神経支配（随意）で強縮が多く疲労しやすい
- 心筋の興奮は全体に広がり、疲労しにくい
比較表
| 項目 | 骨格筋 | 心筋 | 平滑筋 |
|---|---|---|---|
| 筋線維 | 横紋筋 | 横紋筋 | 平滑筋（横紋なし） |
| 形 | 円柱形 | 円柱形 | 紡錘形 |
| 神経支配 | 運動神経（随意） | 自律神経（不随意） | 自律神経（不随意） |
| 自動性 | なし | あり | あり |
| 絶対不応期 | 短い | 長い（200〜300ミリ秒） | — |
| 強縮・疲労 | 強縮しやすく疲労しやすい | 単収縮のみ・疲労しにくい | — |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
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心筋と介在板▶ この図の説明を読む
この図の解説
心臓の壁の主体をなす心筋層を拡大した図である。左側では、枝分かれしながら網目状につながる心筋細胞が並び、細胞どうしの境界に階段状の線として介在板（intercalated discs）が描かれている。各細胞の中央には核があり、周囲を毛細血管が走る。右の拡大図は介在板の内部構造で、細胞どうしをボタンのように固定するデスモソームと、隣り合う細胞質を直接つなぐギャップ結合（gap junction）が示される。ギャップ結合はイオンが通れる小孔で、ある心筋細胞に生じた興奮が隣の細胞へと次々に伝わる。その結果、多数の細胞からなる心房や心室が、あたかも一つの細胞のように一致して収縮でき、これを機能的合胞体とよぶ。組織学的には横紋を持つ点で骨格筋と共通するが、介在板を介して興奮を伝え合う点が心筋の最大の特徴である。
学習の要点
- 介在板は心筋細胞どうしのつなぎ目で、デスモソーム（接着）とギャップ結合（電気的連絡）の2つの装置を含む。
- 覚え方のコツ：ギャップ結合＝イオンの通り道 → 興奮が伝わる → 全体が一斉収縮＝「機能的合胞体」。
- 関連知識：横紋を持つ点は骨格筋と同じだが、骨格筋には介在板がなく随意筋。平滑筋は横紋を持たない。刺激伝導系の興奮も、この心筋細胞間の連絡で心筋全体へ広がる。
- よくある間違い：介在板そのものが興奮を「発生」させるわけではない。興奮の起点は洞房結節であり、介在板は興奮を「伝える」役割。
- 臨床応用：心筋が機能的合胞体であるため、局所の異常興奮が心筋全体に波及して不整脈を生じうる。
比較表
| 結合装置 | おもな役割 | はたらきの意味 |
|---|---|---|
| デスモソーム | 細胞どうしを機械的に接着 | 強い収縮で細胞が離れないよう固定 |
| ギャップ結合 | 細胞質を直接つなぎイオンを通す | 興奮を隣の細胞へ伝え一斉収縮を可能に |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
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- 心筋の収縮力＝細胞内Ca2+量。L型Ca2+チャネルからの流入→筋小胞体からのCa2+誘発性Ca2+放出→トロポニンCへ結合。
- 心筋細胞は介在板のギャップ結合でつながり、心房は心房で、心室は心室でそれぞれ機能的合胞体として振る舞う（各々で「全か無かの法則」が成り立つ）。心房筋と心室筋は線維輪で電気的に絶縁され、房室結節から続く房室束（ヒス束）だけが両者を電気的に結ぶ。したがって「心臓全体でひとつの合胞体」ではない。
- その房室接合部で伝導が遅れるおかげで、心房収縮→心室収縮という順序と充満時間が確保される。
- 心室筋の活動電位はプラトー相をもち約200〜300ミリ秒。不応期が長いので強縮しない。
- Frank-Starlingの法則：伸展（前負荷増大）で発生張力・1回拍出量が増える。
- 心筋は自動能をもち、神経を切っても拍動する。自律神経やホルモンは速さと強さを調節する立場。
| 項目 | 心筋 | 骨格筋 |
|---|---|---|
| 活動電位の持続 | 約200〜300ミリ秒（プラトー相あり） | 約1〜数ミリ秒 |
| 細胞間の連絡 | 介在板のギャップ結合でつながる（心房・心室ごとの機能的合胞体。両者の間は線維輪で絶縁され、房室束のみが貫く） | 1本ずつ独立、神経支配ごとに働く |
| 強縮 | 起こらない（不応期が長い） | 起こる（刺激頻度で張力を調節） |
| 収縮に使うCa2+ | 細胞外からの流入＋筋小胞体からの放出 | 主に筋小胞体から（細胞外流入への依存は小さい） |
| 収縮力の調節 | 細胞内Ca2+量、伸展（Frank-Starling） | 動員する運動単位数、刺激頻度 |
| 自動能 | あり（洞房結節が歩調取り） | なし（運動神経の命令が必要） |
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