学習トップ ／ 理由で解く 柔道整復師 ／ 生理学 ▸ §13 筋肉の機能 ／ QJ32A081

理由で解く 柔道整復師

QJ32A081　生理学

出典：第32回柔道整復師国家試験（2024）午前 問81
問題
筋細胞膜に発生した活動電位を筋細胞の深部に伝えるのはどれか。
選択肢
1 神経線維
2 横行小管
3 筋小胞体
4 ミトコンドリア
解答
正解2（横行小管）
解説

筋細胞膜（筋鞘）に生じた活動電位を筋線維の深部まで引き込むのは横行小管（T管）である。T管は筋鞘そのものが細胞内へ落ち込んでできた管なので、膜の電気信号をそのまま奥へ運べる。

骨格筋の興奮収縮連関は「筋鞘 → T管 → 筋小胞体からのCa²⁺放出 → トロポニンCへの結合 → アクチン・ミオシンの滑り込み」という一本道で進む。T管が筋小胞体の終末槽と両側から接する部分を三つ組（トライアド）といい、ここでT管膜の電位センサー（ジヒドロピリジン受容体）が脱分極を感知し、機械的に連結した筋小胞体膜のリアノジン受容体を開いてCa²⁺を細胞質へ放出する。この仕組みがあるおかげで、直径の太い筋線維でも表層と中心部がほぼ同時に収縮できる。役割を「電気を運ぶ管＝T管」「Ca²⁺をためて放つ袋＝筋小胞体」と分けて覚えると、この種の設問で迷わなくなる。

✓ 2. 正しい
横行小管
筋鞘が筋線維の内部へ陥入してできた管で、細胞膜の続きであるため活動電位をそのまま深部へ伝導できる。骨格筋ではA帯とI帯の境界の高さで走り、筋小胞体の終末槽と三つ組を形成して興奮を筋小胞体へ受け渡す。
✗ 1. 該当しない
神経線維
運動神経線維が活動電位を運ぶのは神経筋接合部（終板）までで、そこから先はアセチルコリンという化学信号に置き換わる。神経線維は筋細胞の外側で終わるため、筋線維の内部へ入り込むことはない。
✗ 3. 該当しない
筋小胞体
Ca²⁺を貯蔵・放出・再取り込みする滑面小胞体で、T管から興奮を「受け取る側」にあたる。電気信号を伝えるのではなくCa²⁺濃度を操作する装置であり、伝達の順序ではT管の次に位置づけられる。
✗ 4. 該当しない
ミトコンドリア
酸化的リン酸化によりATPを供給する細胞小器官で、収縮とCa²⁺ポンプの燃料を作る役割を担う。膜電位の伝導そのものには関与しない。

🔗 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。
答えを見る
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。
答えを見る
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。
答えを見る
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
  • 興奮収縮連関の順序：筋鞘 → T管 → 筋小胞体 → Ca²⁺放出 → トロポニンC → 収縮。
  • T管は筋鞘の陥入であり、細胞膜の続きだからこそ活動電位を深部へ運べる。
  • 三つ組＝T管1本＋両側の終末槽2つ（骨格筋）。心筋は二つ組（ダイアド）が主体。
  • T管膜のジヒドロピリジン受容体が電位を感知し、筋小胞体のリアノジン受容体を開く。
  • 弛緩はCa²⁺ポンプ（SERCA）による筋小胞体への回収で起こり、ATPを消費する。
比較表
構造正体主な役割
横行小管（T管）筋鞘の陥入（細胞膜の続き）活動電位を筋線維深部へ伝える
筋小胞体滑面小胞体Ca²⁺の貯蔵・放出・再取り込み
神経線維運動ニューロンの軸索終板まで興奮を運び、ACh放出で筋へ伝達
ミトコンドリア細胞小器官ATP産生（収縮・弛緩のエネルギー源）
キーワード
横行小管 筋小胞体 興奮収縮連関 三つ組（トライアド） リアノジン受容体
この問題の解説の修正を依頼する

解説に誤り・改善点があればお知らせください。件名と本文は自動入力済みです（編集できます）。お名前・メールアドレスは任意です。送信内容は玄康株式会社（黒澤一弘）に届きます。