QJ27A086　運動学

骨格筋は「筋束 → 筋線維 → 筋原線維 → 筋フィラメント」という入れ子（マトリョーシカ）構造で、外側から内側へ行くほど細くなる。選択肢の中で最も内側にあり最も小さいのは筋フィラメントなので、正解は 4。

筋腹の全体は筋外膜に包まれ、その内部は筋周膜で仕切られた「筋束」の集まりに分かれ、筋束の中身は 1 本 1 本が筋内膜に包まれた細長い多核細胞、すなわち「筋線維（筋細胞）」である。筋線維の直径はおよそ 10〜100 マイクロメートルで、その細胞質はぎっしり詰まった「筋原線維」（直径およそ 1〜2 マイクロメートル）で満たされる。筋原線維をさらに拡大すると、ミオシンからなる太いフィラメントとアクチンからなる細いフィラメントが規則正しく重なり合っており、その太さはナノメートル単位（太いフィラメントで約 15 nm、細いフィラメントで約 6〜8 nm）と桁がひとつどころか二つ小さい。収縮は滑走説のとおり、この 2 種類のフィラメントが互いに滑り込んで筋節（サルコメア）が短くなることで起こる。直列に連なったサルコメアの短縮が足し合わされて筋全体が短くなるので、直列のサルコメア数（＝筋線維長）が短縮距離と短縮速度を決める。これに対し並列に並ぶ筋線維の本数（＝生理学的断面積）が決めるのは発揮張力であって短縮量ではない（羽状筋は並列成分が多く、力は大きいが短縮量は小さい）。つまり「大きさの階層を一番下までたどるとフィラメントに行き着く」というのが本問の骨子である。なお、収縮の機能的な最小単位としてサルコメアを挙げる記述もあるが、サルコメアは筋原線維の長軸方向の繰り返し区画であり、それを構成する部品がフィラメントである。本問は「構造として最も小さいもの」を問うているので、迷ったら「サルコメアの中に入っている部品はどれか」と考え直すと 4 に決まる。

覚え方としては、階層名を外側から 「束 → 線維 → 原線維 → フィラメント」 と口に出して並べ、包む側の膜（筋外膜・筋周膜・筋内膜）を対応させて紙に描き出しておくとよい。同じ順序で「筋外膜が筋全体、筋周膜が筋束、筋内膜が筋線維を包む」と結びつけておけば、大きさを問う問題でも被膜を問う問題でも同じ 1 枚の図から答えを取り出せる。