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理由で解く 柔道整復師

QJ26A061　生理学

出典：第26回柔道整復師国家試験（2018）午前 問61
問題
筋細胞でカルシウムイオンの貯蔵部はどれか。
選択肢
1 核
2 筋節
3 筋原線維
4 筋小胞体
解答
正解4（筋小胞体）
解説

筋細胞の中でカルシウムイオン（Ca²⁺）を蓄えているのは筋小胞体である。ここから放出されるCa²⁺が、電気的な興奮を実際の収縮に変換するスイッチになる。

筋小胞体は、一般の細胞にある滑面小胞体が筋細胞用に特殊化したもので、筋原線維を網目のように取り囲んでいる。両端のふくらんだ部分（終末槽）にはカルセクエストリンというCa²⁺結合蛋白があり、Ca²⁺を高い濃度で蓄えている。細胞膜を伝わってきた活動電位がT管（横行小管）を通って細胞の奥まで届くと、T管膜の電位センサーを介して筋小胞体のリアノジン受容体が開き、Ca²⁺が筋形質へ一気に放出される。放出されたCa²⁺がアクチンフィラメント上のトロポニンCに結合するとトロポミオシンの位置がずれ、ミオシン頭部がアクチンと結合できるようになって滑走が始まる（興奮収縮連関）。弛緩するときは筋小胞体膜のCa²⁺ポンプがATPを使ってCa²⁺を汲み戻す。つまり筋小胞体は貯蔵庫であると同時に、放出と回収の両方を担う調節装置だと覚えるとよい。

✗ 1. 誤り
核
DNAを保管し、mRNAへ転写する場である。骨格筋細胞は多核だが、Ca²⁺の貯蔵は核の仕事ではない。
✗ 2. 誤り
筋節
Z帯からZ帯までを指す収縮の構造単位（サルコメア）で、長さの単位という意味合いが強い。イオンを貯める区画ではない。
✗ 3. 誤り
筋原線維
アクチンとミオシンが規則正しく並んだ収縮装置そのもの。Ca²⁺を受け取って収縮する側であり、貯めておく側ではない。周囲を筋小胞体が取り巻いている関係をイメージしたい。
✓ 4. 正しい
筋小胞体
終末槽にCa²⁺を高濃度で貯蔵し、興奮が届くと放出、弛緩時にはポンプで回収する。Ca²⁺の貯蔵部として問われたらここを選ぶ。

🔗 関連図（かずひろ解剖学 図解ライブラリ）

筋の三連構造（トライアッド）筋の三連構造（トライアッド）▶ この図の説明を読む
筋の三連構造（トライアッド）

この図の解説

筋細胞膜から筋小胞体へ興奮を伝える三連構造（トライアッド）を立体的に描いた図です。中央に横行小管（T管）、その両脇を筋小胞体（SR）の膨らんだ終末槽が挟む「オレオのような」3つ組の配置に注目します。①活動電位が筋細胞膜に到達→②筋細胞膜の穴からT管へ伝わる→③T管の興奮が左右の終末槽へ→④終末槽からSRがCa²⁺を放出し収縮が起こる、という順路が番号で示されています。

学習の要点

  • 覚え方: トライアッド＝『終末槽・T管・終末槽』の3つで1組。T管を真ん中に終末槽がサンドイッチする。
  • T管は筋細胞膜（形質膜）が内部に落ち込んだ管で、電気的興奮を細胞の深部まで一気に届ける役割。膜の続きなので活動電位が伝わる。
  • 筋小胞体（SR）は筋原線維を網目状に取り囲む袋で、Ca²⁺の貯蔵庫。終末槽はSRのCa²⁺放出口にあたる膨大部。
  • よくある間違い: T管とSRは連続していない（別の膜系）。T管は細胞外に開く膜の陥入、SRは細胞内のCa²⁺ストア。両者が接する場所が三連構造。
  • 関連知識: 骨格筋は1本のT管を2つの終末槽が挟む三連構造（トライアッド）だが、心筋はT管に1つのSRが接する二連構造（ダイアッド）が主体という違いがある。

比較表

項目骨格筋心筋
構造三連構造（トライアッド）二連構造（ダイアッド）が主体
配置1本のT管を2つの終末槽が挟むT管に1つのSRが接する

確認問題（その場で確認・記録には残りません）

トライアッドは何が3つ組になった構造か。
答えを見る
答え: 終末槽・T管・終末槽（T管を真ん中に終末槽がサンドイッチする）。
T管とSRは連続しているか。
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答え: 連続していない（別の膜系）。T管は細胞外に開く膜の陥入、SRは細胞内のCa²⁺ストア。
Ca²⁺の貯蔵庫は何で、その放出口にあたる膨大部を何というか。
答えを見る
答え: 貯蔵庫は筋小胞体（SR）、放出口にあたる膨大部は終末槽。
※ 確認問題はその場の理解確認用で、復習スケジュール(FSRS)には記録されません。
興奮収縮連関興奮収縮連関▶ この図の説明を読む
興奮収縮連関

この図の解説

活動電位の発生に続いて筋収縮が起こる現象＝興奮収縮連関を、左に『筋収縮』、右に『筋弛緩』を対比して描いた図です。右上に三連構造（筋細胞膜・T管・SR・終末槽）を配し、左列では活動電位が神経筋接合部→T管→筋小胞体へ伝わりCa²⁺が放出され、アクチン・ミオシンが結合して収縮するまでを段階的に示します。右列では活動電位終了→Ca²⁺がエネルギー（ATP）を使ってSRへ回収→結合が外れて筋が弛緩する逆の流れに注目します。

学習の要点

  • 覚え方: 収縮も弛緩もCa²⁺の出入りで決まる。SRから『出る』と収縮、SRへ『戻る』と弛緩。
  • 全体の連鎖: 神経の活動電位→ACh放出→筋細胞膜の活動電位→T管→SRからCa²⁺放出→アクチン・ミオシン結合→収縮。これが興奮収縮連関。
  • 重要: Ca²⁺のSRへの回収（再取り込み）はATPを使う能動輸送。だから弛緩にもエネルギーが必要で、ATP不足では弛緩できず硬直する。
  • よくある間違い: 収縮の直接の引き金は活動電位そのものではなくCa²⁺。活動電位はCa²⁺放出を促す中継ぎ役。
  • 関連知識: 図下段の筋線維全体・筋腹の変化のように、無数のサルコメア収縮が積み重なって筋全体が太く短くなる。

比較表

項目収縮弛緩
Ca²⁺SRから放出（出る）SRへ回収（戻る／ATPを使う能動輸送）
アクチン・ミオシン結合する結合が外れる

確認問題（その場で確認・記録には残りません）

収縮と弛緩は何の出入りで決まるか。
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答え: Ca²⁺。SRから出ると収縮、SRへ戻ると弛緩。
弛緩にもエネルギーが必要なのはなぜか。
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答え: Ca²⁺のSRへの回収（再取り込み）はATPを使う能動輸送だから。
収縮の直接の引き金は活動電位そのものか。
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答え: いいえ、Ca²⁺。活動電位はCa²⁺放出を促す中継ぎ役。
※ 確認問題はその場の理解確認用で、復習スケジュール(FSRS)には記録されません。
ポイント
  • Ca²⁺の貯蔵部は筋小胞体（滑面小胞体が筋細胞で特殊化したもの）。終末槽にカルセクエストリンとともに蓄えられる。
  • 興奮収縮連関の流れ：活動電位→T管→筋小胞体からCa²⁺放出→トロポニンCに結合→トロポミオシンがずれる→ミオシンとアクチンが結合。
  • 弛緩はCa²⁺ポンプによる汲み戻しで起こり、ATPを消費する。弛緩にもエネルギーが要る点が問われやすい。
  • 筋節＝構造単位、筋原線維＝収縮装置、筋小胞体＝Ca²⁺の貯蔵と調節、と役割で区別する。
  • T管は細胞膜が落ち込んだもので、興奮を細胞の深部へ伝える通路。貯蔵はしない。
比較表
構造実体主な役割Ca²⁺貯蔵
核DNAを収める細胞小器官遺伝情報の保管と転写しない
筋節（サルコメア）Z帯〜Z帯の区画収縮の構造単位しない
筋原線維アクチン・ミオシンの束収縮装置（滑走）しない
筋小胞体滑面小胞体の特殊型Ca²⁺の貯蔵・放出・回収する（終末槽）
T管細胞膜の陥入興奮を深部へ伝えるしない
キーワード
筋小胞体 終末槽 カルセクエストリン リアノジン受容体 興奮収縮連関
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