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理由で解く 作業療法士
QO54A065 生理学
心筋の再分極はK⁺の細胞外への流出（外向きK⁺電流）が主に担う。
心筋作業細胞の活動電位は、Na⁺流入による急速な脱分極（0相）、Ca²⁺流入と拮抗するK⁺流出によるプラトー（2相）、そしてK⁺流出が優位となる再分極（3相）から成る。再分極は細胞内から細胞外へのK⁺の流出によって膜電位が静止電位へ戻る過程であるため、最も影響するのはK⁺電流で2が正しい。Ca²⁺電流はプラトー相の維持、Na⁺電流は脱分極、ペースメーカー電流（If）は洞結節の自動能に関わる。
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刺激伝導系-自動能の仕組み▶ この図の説明を読む
この図の解説
図は心筋の活動電位波形を3種類並べ、刺激伝導系の自動能を説明している。まず左上「固有心筋(普通の心筋)」の波形に注目すると、興奮する前は-90mV付近で平らに保たれ、静止電位を持つことが分かる。これに対して下段の「洞房結節」と右の「プルキンエ線維」の波形では、興奮の谷から次の立ち上がりまでの間、線が横ばいにならず徐々に上へ傾いていく。これが特殊心筋の特徴で、静止電位を持たず、時間の経過とともに自然に脱分極して自動的に閾値に達し、活動電位を生じる(自動能)。傾きが急な洞房結節は閾値に達する頻度が最も高く(60〜80拍/分)、心臓全体のペースメーカーとなる。プルキンエ線維は傾きがゆるやかで頻度が低い(30〜40拍/分)。この頻度差が下段の表の順(洞房結節＞房室結節〜ヒス束＞プルキンエ線維)を生む。完全房室ブロックで心房から心室への興奮伝導が途絶えると、心室は下位のプルキンエ線維の自動能(30〜40拍/分)で動くため徐脈となる。
学習の要点
- 特殊心筋(刺激伝導系)は静止電位を持たず自然に脱分極して自動的に閾値へ達する「自動能」をもつ。一方、収縮を担う固有心筋(普通の心筋)は静止電位を持つ。
- 覚え方のコツ: 自動能の頻度は「上流ほど速い」。洞房結節60〜80＞房室結節〜ヒス束40〜60＞プルキンエ線維30〜40と、上から下へ数字が下がる。
- 関連知識: 洞房結節は右心房の上大静脈開口部にあり、閾値に達する頻度が最も高いため心臓のリズムを決めるペースメーカー(歩調とり)となる。
- よくある間違い: 静止電位を「持つ」のは固有心筋(普通の心筋)、「持たない」のが特殊心筋。逆に覚えやすいので注意。
- 臨床応用: 完全房室ブロックでは心室がプルキンエ線維の自動能(30〜40拍/分)で収縮するため徐脈となり、失神を起こしうる。
比較表
| 部位 | 刺激発生頻度(拍/分) | 特徴 |
|---|---|---|
| 洞房結節 | 60〜80 | 頻度が最も高くペースメーカーとなる |
| 房室結節〜ヒス束 | 40〜60 | 中継部。洞房結節が働かない時の補充調律 |
| プルキンエ線維 | 30〜40 | 頻度が最も低い。完全房室ブロック時に心室を動かす |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
答えを見る
- 再分極＝K⁺の流出（外向きK⁺電流）
- 脱分極はNa⁺流入、プラトーはCa²⁺流入
- ペースメーカー電流Ifは洞結節の自動能
| 相 | 現象 | 主なイオン電流 |
|---|---|---|
| 0相 | 急速脱分極 | Na⁺流入 |
| 2相 | プラトー | Ca²⁺流入とK⁺流出の均衡 |
| 3相 | 再分極 | K⁺流出 |
| 拡張期 | 自動能（洞結節） | ペースメーカー電流If |
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