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理由で解く 柔道整復師
QJ29A102 生理学
平滑筋はトロポニンをもたず、Ca2+はカルモジュリンを介してミオシン側で収縮を調節します。存在しないのは3のトロポニンです。
骨格筋と心筋では、細いフィラメント（アクチン）の上にトロポニン・トロポミオシン複合体が乗っています。Ca2+がトロポニンCに結合するとトロポミオシンがずれ、隠れていたアクチンのミオシン結合部位が露出して収縮が始まります（アクチン側＝細いフィラメントによる調節）。一方、平滑筋にはトロポニンがないため、まったく別の仕組みでスイッチを入れます。細胞内Ca2+濃度が上がるとCa2+はカルモジュリンに結合し、Ca2+-カルモジュリン複合体がミオシン軽鎖キナーゼ（MLCK）を活性化してミオシン軽鎖をリン酸化します。ミオシン軽鎖がリン酸化されて初めてミオシンがアクチンと結合してクロスブリッジのサイクルを回せるようになり、収縮が起こります（ミオシン側＝太いフィラメントによる調節）。収縮タンパクの本体であるアクチンとミオシン、そしてCa2+の受け手であるカルモジュリンは、いずれも平滑筋に存在します。
🔗 関連図（かずひろ解剖学 図解ライブラリ）
筋収縮時のアクチンとミオシンの動き▶ この図の説明を読む
この図の解説
筋収縮の分子メカニズム（滑り説とクロスブリッジ回転）を、アクチン・ミオシンの動きとして5段階で描いた図です。①弛緩時はトロポミオシンがアクチン上のミオシン結合部位を塞ぐ→②Ca²⁺がトロポニンに結合しトロポミオシンがずれてミオシン頭部が結合・ATPをADPに加水分解→③ADPが外れ首振り（パワーストローク）でアクチンをM線側へ引く→④新しいATP結合でミオシンがアクチンから離れる→⑤ATP分解で頭部が元の角度に戻り再結合、というサイクルに注目します。右下にはこの滑りでI帯・H帯が短縮しA帯は不変となる様子が描かれています。
学習の要点
- 覚え方: 塞ぐ(①)→外す(②Ca²⁺)→引く(③首振り)→離れる(④ATP)→戻る(⑤)。Ca²⁺が引き金、ATPは『結合を外す』と『首を戻す』の2役。
- 重要: ミオシン頭部がアクチンから離れるにはATPの結合が必要。だからATPが枯渇すると頭部が外れず筋は硬直する（死後硬直の原理）。
- パワーストローク（首振り）でアクチンがサルコメア中央（M線側）へ滑り込むのが力の源。フィラメント自体は短くならず、重なりが増えて滑る＝滑り説。
- よくある間違い: 収縮してもアクチン・ミオシンの長さは変わらない。短くなるのはZ線間（サルコメア）・I帯・H帯で、A帯（ミオシンの長さ）は不変。
- 関連知識: トロポニン・トロポミオシンは細いアクチンフィラメント側の調節タンパク。Ca²⁺が結合するのはトロポニン。
比較表
| 段階 | 内容 |
|---|---|
| ①弛緩時 | トロポミオシンがアクチン上のミオシン結合部位を塞ぐ |
| ②Ca²⁺結合 | Ca²⁺がトロポニンに結合しトロポミオシンがずれ、ミオシン頭部が結合・ATPをADPに加水分解 |
| ③首振り | ADPが外れパワーストロークでアクチンをM線側へ引く |
| ④解離 | 新しいATP結合でミオシンがアクチンから離れる |
| ⑤復位 | ATP分解で頭部が元の角度に戻り再結合 |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
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骨格筋・心筋・平滑筋まとめ▶ この図の説明を読む
この図の解説
この表は筋組織を構成する3種の筋を横並びに比較したものである。まず一番上の写真の横紋に注目したい。骨格筋と心筋の像には規則正しい横縞(横紋)が走るが、平滑筋の細胞にはそれがなく、細く尖った紡錘形の細胞が並ぶだけである。ここが「横紋筋」と「平滑筋」を分ける最初の見どころとなる。次に神経支配の行を見ると、骨格筋だけが運動神経支配の随意筋で、心筋と平滑筋はともに自律神経支配の不随意筋である。つまり「自分の意思で動かせるのは骨格筋だけ」という関係が一目で読み取れる。さらに心筋の列を縦にたどると、細胞間の興奮が全体に広がり、自動性(刺激伝導系)を持ち、単収縮のみで疲労しにくいという心臓ならではの特徴が並んでおり、絶え間なく拍動を続ける臓器の性質が表として整理されている。
学習の要点
- 横紋の有無で大別する:骨格筋と心筋は横紋筋、平滑筋は横紋を欠く。この「横紋の有無」が筋を分類する第一の基準である。
- 覚え方のコツ:随意筋は骨格筋ただ一つ。「意のままに動く=骨に付く筋」とセットで覚え、心筋と平滑筋(内臓)は自律神経まかせの不随意筋と押さえる。
- 関連知識:心筋線維は介在板で仕切られ、そこに発達したギャップ結合を介して興奮が細胞全体に一気に広がるため、心臓は一致して収縮できる。
- よくある間違い:「横紋があれば随意筋」と早合点しないこと。心筋は横紋を持つが不随意筋であり、横紋の有無と随意・不随意は別の軸である。
- 臨床応用:平滑筋は血管・消化管・膀胱・子宮など内臓壁をつくる内臓筋で、瞳孔括約筋や毛様体筋も平滑筋。自律神経に作用する薬が内臓機能に影響する背景となる。
比較表
| 項目 | 骨格筋 | 心筋 | 平滑筋 |
|---|---|---|---|
| 筋線維の種類 | 横紋筋 | 横紋筋 | 平滑筋(横紋なし) |
| 筋線維の形 | 円柱形 | 円柱形(分岐し網目) | 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(刺激伝導系) | 一部にあり |
| 細胞間の興奮伝導 | 絶縁伝導 | 全体に広がる | ある方向に広がる |
| 疲労 | 起こりやすい | 起こりにくい | 起こりにくい |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
- 平滑筋にトロポニンはない。Ca2+の受け手はカルモジュリン。
- 平滑筋：Ca2+ → カルモジュリン → MLCK → ミオシン軽鎖のリン酸化 → 収縮（ミオシン側＝太いフィラメント調節）。
- 骨格筋・心筋：Ca2+ → トロポニンC → トロポミオシンが移動 → アクチンの結合部位が露出（アクチン側＝細いフィラメント調節）。
- 平滑筋にもアクチン・ミオシン・トロポミオシンはある。横紋が見えないのは配列が不規則なため。
- 「トロポニン＝横紋筋の目印（平滑筋にはない）」。ただしトロポニンは骨格筋にもあるので、心筋トロポニンが心筋傷害の血液マーカーになるのは「横紋筋固有だから」ではなく、心筋型アイソフォーム（心筋トロポニンT・I）を特異的に測定するため。
- 平滑筋は収縮が遅く長く続き、エネルギー消費が少ない。すでに結合したクロスブリッジの脱リン酸化によるラッチ状態が、血管・消化管・気道・膀胱など持続的な緊張を支える。
| 平滑筋 | 骨格筋・心筋（横紋筋） | |
|---|---|---|
| トロポニン | なし | あり |
| Ca2+が結合する相手 | カルモジュリン | トロポニンC |
| 調節の場 | ミオシン側（太いフィラメント） | アクチン側（細いフィラメント） |
| 収縮のスイッチ | MLCKによるミオシン軽鎖のリン酸化 | トロポミオシンの移動で結合部位が露出 |
| Ca2+の供給源 | 細胞外からの流入＋筋小胞体 | 筋小胞体が主（心筋は細胞外Ca2+が引き金） |
| 横紋・筋節 | なし | あり |
| 収縮の速さ・持続 | 遅い・長く持続（低エネルギー：ラッチ状態） | 速い・短い |
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