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理由で解く 看護師国試
Q115A026 人体の構造と機能
筋収縮は滑り説（フィラメント滑走説）で説明され、アクチンとミオシンのフィラメント自体の長さは変わらず互いに滑り込む。
骨格筋の収縮は、アクチンフィラメントがミオシンフィラメントの間に滑り込むこと（滑走説）で起こり、各フィラメント自体の長さは変化しない。ATPを分解（消費）するのはミオシン頭部のATPアーゼであってアクチンではない。骨格筋の興奮収縮連関では、筋小胞体から放出される細胞内カルシウムイオンがトロポニンに結合してアクチンを露出させるため、細胞外カルシウムは必須ではない（心筋とは異なる）。グリコゲンは収縮のエネルギー源として分解・消費されるものであり蓄積されるわけではない。よってミオシンフィラメントの長さは変化しないが正しい。
🔗 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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筋節・サルコメア（アクチン・ミオシン）▶ この図の説明を読む
この図の解説
サルコメア（筋節）の縞構造と、それを作る太いミオシン・細いアクチン両フィラメントの分子構造をまとめた図です。上段はZ線からZ線までのサルコメアで、H帯・M線・I帯（明帯）・A帯（暗帯）の位置に注目します。中段は太いフィラメント（ミオシン頭部が並ぶ）と細いフィラメント（アクチン・トロポニン・トロポミオシン）、下段はミオシン1分子（尾部・ヒンジ・頭部＝アクチン結合部位とATP結合部位）とアクチンフィラメント（ミオシン結合部位・アクチンサブユニット）を拡大しています。
学習の要点
- 覚え方: 太いフィラメント＝ミオシン、細いフィラメント＝アクチン。ミオシン頭部が『腕』でアクチンを手繰り寄せるイメージ。
- ミオシン頭部には2つの重要部位: アクチン結合部位（相手をつかむ）とATP結合部位（エネルギーを使う）。首の可動性ヒンジ領域（サブフラグメント2）が首振りを可能にする。
- 細いフィラメントはアクチンサブユニットの二重らせんに、ひも状のトロポミオシンと球状のトロポニンが乗った構造。弛緩時はトロポミオシンがミオシン結合部位を覆う。
- サルコメア中央のM線はミオシン同士を束ねる結合部位、Z線はアクチンの端をつなぐ仕切りで、ここがサルコメアの境界。
- 関連知識: この分子構造を押さえると、前図の収縮サイクル（頭部がATPを使ってアクチンを引く）が理解しやすい。頭部＝力を出す部品。
比較表
| 項目 | 太いフィラメント | 細いフィラメント |
|---|---|---|
| 主なタンパク | ミオシン | アクチン |
| 付随構造 | ミオシン頭部（アクチン結合部位・ATP結合部位） | トロポニン・トロポミオシン |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
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- 筋収縮＝フィラメント滑走説（長さ不変で滑り込む）
- ATPを消費するのはミオシン頭部
- 骨格筋は筋小胞体の細胞内Ca2+が引き金
- 心筋は細胞外Ca2+も必要
| 筋の種類 | Ca2+の主な供給源 |
|---|---|
| 骨格筋 | 筋小胞体（細胞内） |
| 心筋 | 細胞外Ca2+流入＋筋小胞体〈CICR〉 |
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