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理由で解く 柔道整復師

QJ26A081　生理学

出典：第26回柔道整復師国家試験（2018）午前 問81
問題
骨格筋細胞の横行小管で正しいのはどれか。
選択肢
1 筋細胞の表面に並行して存在する。
2 アセチルコリンを受容体へ運ぶ。
3 興奮をトライアッドへ伝える。
4 筋収縮時に短縮する。
解答
正解3（興奮をトライアッドへ伝える。）
解説

横行小管（T管）は筋細胞膜が筋線維の内部へ横向きに落ち込んだ管で、表面に届いた活動電位を筋線維の深部まで運ぶ通り道です。その終着点が筋小胞体の終末槽と接するトライアッド（三つ組）で、ここで電気の信号がCa²⁺放出の合図に変換されます。

骨格筋では1本のT管とその両側の終末槽2つが並び、断面で三つ並んで見えることからトライアッドと呼ばれ、A帯とI帯の境界部に位置します。筋小胞体は筋原線維を網目状に取り巻く袋で、筋原線維に平行に走る縦行小管の部分と、T管の両側で横向きに接して膨らんだ終末槽の部分からなります。T管の膜にはジヒドロピリジン受容体という電位センサーがあり、活動電位が届いて構造が変わると、向かい合う終末槽のリアノジン受容体を開かせます。放出されたCa²⁺がトロポニンCに結合するとアクチン上の結合部位が現れ、クロスブリッジが働いて収縮が始まります。この流れが興奮収縮連関で、T管はそのなかで「電気信号を奥まで届ける役」に徹しています。太い筋線維でも中心部まで同時に収縮できるのは、この深部への通り道があるおかげです。

✓ 3. 正しい
興奮をトライアッドへ伝える。
T管は表面膜の活動電位をそのまま筋線維の深部へ導き、終末槽と作るトライアッドで筋小胞体へ橋渡しします。ここでT管側の電位センサーが筋小胞体側のCa²⁺放出チャネルを開かせるので、「興奮をトライアッドへ伝える」がT管の本業そのものです。
✗ 1. 誤り
筋細胞の表面に並行して存在する。
T管は筋線維の長軸に対して直角の向きに、細胞膜が内部へ陥入してできた管です。表面に沿って平行に走るのではなく、表面から中へ潜り込む点が要点になります。筋原線維に平行に伸びるのは筋小胞体の縦行小管の部分です（同じ筋小胞体でも、終末槽はT管の両側に横向きに接しています）。「横行」「縦行」という名前と走行の向きをセットで覚えると取り違えを防げます。
✗ 2. 誤り
アセチルコリンを受容体へ運ぶ。
アセチルコリンは運動神経終末のシナプス小胞から放出され、狭いシナプス間隙を拡散して終板のニコチン性受容体に届きます。運搬役が別に必要な仕組みではありません。T管が引き受けるのは、終板電位から生じた活動電位を筋線維の深部へ伝える段階です。神経筋接合部での伝達と、筋細胞内での興奮の伝播を段階として分けて整理しましょう。
✗ 4. 誤り
筋収縮時に短縮する。
収縮時に短くなるのはサルコメアで、フィラメント滑り込みによりI帯とH帯が狭まり、A帯の幅は変わりません。T管は膜でできた通路であって、自ら長さを変えて力を生む構造ではありません。「収縮で短くなるものはどれか」と問われたらサルコメア・I帯・H帯を挙げ、A帯とT管は変わらないと押さえておくと確実です。

🔗 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。
答えを見る
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
  • T管＝筋細胞膜の陥入。筋線維の長軸に対して横向きに走り、内部は細胞外液とつながる。
  • 骨格筋のトライアッド＝T管1本＋終末槽（筋小胞体の膨大部）2つ。A帯とI帯の境界部にある。
  • 興奮収縮連関はT管の電位センサー→筋小胞体のCa²⁺放出チャネル→Ca²⁺放出→トロポニンCへ結合、の順。
  • 筋原線維に平行に走るのは筋小胞体の縦行小管の部分。同じ筋小胞体でも終末槽はT管の両側に横向きに接する。
  • 収縮で短縮するのはサルコメア（I帯・H帯）。A帯とT管は短縮しない。
比較表
横行小管（T管）筋小胞体（縦行小管＋終末槽）
由来筋細胞膜の陥入細胞内の小胞体
走行筋線維の長軸に直角（横行）縦行小管は筋原線維に平行。終末槽はT管の両側に横向きに接する
内部細胞外液とつながる細胞内。Ca²⁺を貯蔵
主な役割活動電位を深部へ伝えるCa²⁺の放出と回収
接点T管1本＋両側の終末槽2つ＝トライアッド
キーワード
横行小管 トライアド（三つ組） 終末槽 ジヒドロピリジン受容体 リアノジン受容体 興奮収縮連関
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