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理由で解く 理学療法士
QP57A061 生理学
単一刺激では単収縮(twitch)のみが生じ、強縮(tetanus)は反復高頻度刺激で単収縮が加重して初めて起こる。
骨格筋の興奮収縮連関では、運動神経終末からのアセチルコリンがニコチン受容体に結合し終板電位を生じ、活動電位が発生する。この活動電位がT管を伝わり筋小胞体からCa2+が放出されて収縮が始まる。したがって活動電位は必ず収縮に先行する。強縮は活動電位が高頻度で反復し単収縮が加重(重合)して持続的な大きな張力となる現象であり、単一刺激では生じない。よって選択肢4が誤り。
🔗 関連図（かずひろ解剖学 図解ライブラリ）
筋収縮の加重・筋の疲労▶ この図の説明を読む
この図の解説
上段「筋収縮の加重の過程」は収縮力(上)と活動電位(下・赤)を並べ、刺激頻度が上がるにつれ単収縮→加重→不完全強縮→完全強縮へと収縮力が増していく様子を示す。単一の刺激では単収縮の小さな山、刺激が重なると加重、さらに頻回では波打つ不完全強縮、高頻度で連続刺激すると滑らかで大きな完全強縮となる。下段「筋の疲労」は同じ強さの刺激を繰り返すと収縮力が次第に低下していく疲労曲線を棒グラフで表す。
学習の要点
- 単収縮は1回の活動電位に対応する1つの小さな収縮
- 刺激が重なると収縮力が足し合わされる=加重
- 波状に揺れながら高い張力を保つのが不完全強縮
- 高頻度刺激で揺れが消え最大張力で持続するのが完全強縮
- 疲労曲線=反復刺激により収縮力が漸減する現象
比較表
| 収縮の様式 | 特徴 |
|---|---|
| 単収縮 | 1回の活動電位に対応する1つの小さな収縮 |
| 加重 | 刺激が重なり収縮力が足し合わされる |
| 不完全強縮 | 波状に揺れながら高い張力を保つ |
| 完全強縮 | 高頻度刺激で揺れが消え最大張力で持続 |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
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興奮収縮連関▶ この図の説明を読む
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）
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神経筋接合部の興奮伝達▶ この図の説明を読む
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）
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- 単一刺激=単収縮、高頻度反復刺激=強縮
- 活動電位→Ca2+放出→収縮の順序
- 神経筋接合部はニコチン受容体
| 刺激 | 収縮様式 |
|---|---|
| 単一刺激 | 単収縮(twitch) |
| 低頻度反復 | 不完全強縮(波型) |
| 高頻度反復 | 完全強縮(平滑な大張力) |
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