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理由で解く 柔道整復師

QJ29A101　生理学

出典：第29回柔道整復師国家試験（2021）午前 問101
問題
神経筋接合部のアセチルコリン受容体で正しいのはどれか。
選択肢
1 神経終末に存在する。
2 電位作動性イオンチャネルである。
3 活性化によって筋細胞膜に過分極を起こす。
4 アセチルコリンの結合でイオンチャネルが開く。
解答
正解4（アセチルコリンの結合でイオンチャネルが開く。）
解説

神経筋接合部の受容体はニコチン性アセチルコリン受容体で、伝達物質が結合すると受容体自身の孔が開く「リガンド（伝達物質）作動性イオンチャネル」です。したがって正しいのは4。

運動神経終末に活動電位が到達すると、終末の電位依存性Ca2+チャネルが開いてCa2+が流入し、シナプス小胞からアセチルコリン（ACh）が放出されます。AChはシナプス間隙を拡散し、筋線維側の終板膜に密集するニコチン性ACh受容体（Nm型）に結合します。この受容体は5つのサブユニットが輪状に集まった1個のタンパクで、「AChの結合部位」と「イオンの通り道」を兼ね備えているのが最大の特徴です。AChが2分子結合すると中央の孔が開き、主にNa+が細胞内へ流入して終板電位（脱分極）が生じます。この脱分極が周囲の筋細胞膜の電位作動性Na+チャネルを開けば活動電位となり、筋収縮へつながります。放出されたAChはアセチルコリンエステラーゼで速やかに分解され、伝達は一過性で終わります。

✓ 4. 正しい
アセチルコリンの結合でイオンチャネルが開く。
リガンド作動性イオンチャネルの定義そのものです。受容体タンパクの外側にAChが2分子結合すると立体構造が変化し、中央のイオン孔が開いて陽イオン（主にNa+）が流入します。受け取る仕事と通す仕事を1つのタンパクが担うため、応答は1〜2ミリ秒と非常に速く、素早い随意運動を可能にしています。
✗ 1. 誤り
神経終末に存在する。
受容体があるのはシナプス後膜、つまり筋線維側の終板膜です。神経終末はAChを合成・貯蔵して「放出する側」であり、受け取る側ではありません。シナプス伝達は必ず「前膜から放出 → 後膜で受容」という一方向で進むと押さえておくと、どちら側に何があるかで迷わなくなります。
✗ 2. 誤り
電位作動性イオンチャネルである。
電位作動性チャネルは膜電位の変化を合図に開くもので、軸索のNa+／K+チャネルや神経終末のCa2+チャネルが該当します。ニコチン性ACh受容体を開く合図は膜電位ではなく化学物質（ACh）です。同じ神経筋接合部の中に両方が登場するので、「終末側のCa2+チャネル＝電位作動性」「終板側のACh受容体＝リガンド作動性」と場所とセットで整理してください。
✗ 3. 誤り
活性化によって筋細胞膜に過分極を起こす。
チャネルが開くとNa+の流入が優勢となり、膜電位は0 mV方向へ動きます。つまり生じるのは脱分極（終板電位）です。過分極を起こすのはCl-やK+を通す抑制性の受容体（GABAA受容体、グリシン受容体）で、これらは中枢神経系にあります。神経筋接合部には抑制性入力がなく、常に興奮性で、しかも1回の放出で閾値を十分に超える大きさ（安全域）をもつため、伝達の失敗がほとんど起こりません。

🔗 関連図（かずひろ解剖学 図解ライブラリ）

神経筋接合部の興奮伝達神経筋接合部の興奮伝達▶ この図の説明を読む
神経筋接合部の興奮伝達

この図の解説

運動ニューロンから骨格筋へ興奮が伝わる神経筋接合部（運動終板）のしくみを、上から下へ4段階で拡大しながら描いた図です。運動神経終末に活動電位が到達→シナプス小胞からアセチルコリンがシナプス間隙へ開口放出→筋細胞膜のアセチルコリン受容体に結合しNa⁺チャネルが開く、という流れに注目します。最下段はシナプス小胞・アセチルコリン・受容体・Na⁺流入を大きく描き、終板電位が生じるしくみを示しています。

学習の要点

  • 覚え方: 到達→放出→受容→脱分極の4段階。放出される伝達物質は必ずアセチルコリン（ACh）で、これは骨格筋に共通。
  • 終板電位（EPP）は神経の刺激で生じる局所的な脱分極。これが閾値に達すると筋細胞膜に活動電位が発生し、収縮につながる（＝この後の興奮収縮連関へ）。
  • よくある間違い: シナプス間隙に放出されるのはCa²⁺ではなくACh。Ca²⁺は神経終末内への流入が小胞放出のトリガーで、収縮の主役のCa²⁺（筋小胞体由来）とは別の場面。
  • 臨床: 重症筋無力症はAch受容体への自己抗体、筋弛緩薬（クラーレ・ロクロニウム等）は受容体遮断、有機リン・サリンはアセチルコリンエステラーゼ阻害で伝達が過剰となる。
  • AChはシナプス間隙のアセチルコリンエステラーゼで速やかに分解され、伝達が終了する（この図では次段の弛緩につながる前提）。

比較表

病態・薬物作用点・機序
重症筋無力症アセチルコリン受容体への自己抗体
筋弛緩薬（クラーレ・ロクロニウム等）受容体遮断
有機リン・サリンアセチルコリンエステラーゼ阻害で伝達が過剰

確認問題（その場で確認・記録には残りません）

神経筋接合部で放出される伝達物質は必ず何か。
答えを見る
答え: アセチルコリン（ACh）。
シナプス間隙に放出されるのはCa²⁺かAChか。
答えを見る
答え: ACh。Ca²⁺は神経終末内への流入が小胞放出のトリガーで、別の場面。
終板電位（EPP）が閾値に達すると何が起こるか。
答えを見る
答え: 筋細胞膜に活動電位が発生し、収縮につながる。
※ 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。
イオンチャネルイオンチャネル▶ この図の説明を読む
イオンチャネル

この図の解説

この図は、細胞膜に埋め込まれたイオンチャネルを左右2つのタイプで対比している。まず注目すべきは、どちらの図でも青いイオンが膜を上から下へ矢印に沿って通り抜けている点で、これはイオンが濃度勾配に沿って移動する受動輸送であることを示す。イオンは電荷をもつため脂質二重層をそのままでは通りにくく、特定のイオンだけを通す孔としてチャネルが用意されている。左の「電位依存チャネル」には赤い活動電位の波形が添えられ、細胞膜内外の電位の変化を感知してゲートが開く。右の「リガンド作動チャネル」では、膜表面の受容体に神経伝達物質やホルモン(リガンド)が結合してゲートが開く。この「ゲートの開き方の違い」が両者を分ける決め手になる。

学習の要点

  • イオンチャネルはゲート付きの通り道で、特定のイオンを濃度勾配に沿って通す受動輸送である。
  • 覚え方のコツ: ゲートの開くスイッチで二分——「電位」で開く=電位依存、「物質(リガンド)」で開く=リガンド作動。
  • 関連知識: 同じ膜輸送でもナトリウム-カリウムポンプはATPを分解する能動輸送で、チャネル(受動)と正反対。神経のシナプスで神経伝達物質が開くのはリガンド作動チャネルの実例。
  • よくある間違い: チャネルとポンプの混同。チャネルはエネルギー不要、ポンプはATPが必要。
  • 臨床応用: 局所麻酔薬は電位依存性ナトリウムチャネルを塞いで活動電位の発生を止め、痛みの伝導を遮断する。

比較表

項目イオンチャネルイオンポンプ
輸送の向き濃度勾配に沿う濃度勾配に逆らう
輸送の種類受動輸送能動輸送
ATP(エネルギー)不要必要
代表例電位依存/リガンド作動チャネルナトリウム-カリウムポンプ

確認問題（その場で確認・記録には残りません）

イオンチャネルによるイオンの移動について正しいのはどれか。
✓ 正解！✗ 不正解（緑が正解）
電位依存チャネルが開くきっかけとして正しいのはどれか。
✓ 正解！✗ 不正解（緑が正解）
細胞膜にある受容体に神経伝達物質やホルモンなどの（ ）が結合して開くイオンチャネルを、リガンド作動チャネルという。空欄に入る語を答えよ。
答えを見る
答え: リガンド
イオンチャネルによるイオンの移動には、ATPの分解によるエネルギーが必要である。
✓ 正解！✗ 不正解（緑が正解）
神経細胞が興奮したとき、チャネルを通って細胞内に流入するのはどちらか。
✓ 正解！✗ 不正解（緑が正解）
イオンチャネルについて誤っているのはどれか。
✓ 正解！✗ 不正解（緑が正解）
※ 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
  • 神経筋接合部の受容体はニコチン性ACh受容体（Nm型）＝リガンド作動性イオンチャネル。受容とチャネルを1個のタンパクが兼ねる。
  • 存在部位はシナプス後膜＝筋線維の終板膜。神経終末は放出する側。
  • ACh結合 → 陽イオン（主にNa+）流入 → 終板電位（脱分極） → 電位作動性Na+チャネルが開き活動電位。
  • 「開く合図が電位か化学物質か」でチャネルを分類する。終末のCa2+チャネルは電位作動性。
  • 終板の応答は必ず興奮性（脱分極）。過分極＝抑制はGABAA・グリシン受容体の働き。
  • クラーレ型筋弛緩薬はこの受容体を競合的に遮断し、重症筋無力症では受容体が自己抗体で減少して伝達が弱まる。
比較表
リガンド（伝達物質）作動性チャネル電位作動性チャネル
開く合図伝達物質の結合膜電位の変化
神経筋接合部での例終板のニコチン性ACh受容体神経終末のCa2+チャネル、筋細胞膜のNa+チャネル
存在部位シナプス後膜（終板膜）軸索・神経終末・筋細胞膜全般
生じる電位終板電位（局所性・段階的）活動電位（全か無か・伝導する）
役割刺激を電気信号に変換する信号を発生・伝導させ、伝達物質放出の引き金を引く
キーワード
ニコチン性アセチルコリン受容体 神経筋接合部 リガンド作動性イオンチャネル 終板電位 重症筋無力症
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