QO55A062　生理学

Ca2+はトロポニンCに結合し、トロポミオシンをずらしてアクチンのミオシン結合部位を露出させる（興奮収縮連関の要）。

神経筋接合部の興奮が筋線維膜からT管を経て筋小胞体に伝わると、リアノジン受容体を介して蓄えられていたCa2+が細胞質へ放出される。放出されたCa2+はアクチンフィラメント上のトロポニン（トロポニンC）に結合し、これによりトロポニン・トロポミオシン複合体が構造変化を起こしてトロポミオシンがアクチン上のミオシン結合部位を覆っていた位置からずれる。結合部位が露出するとミオシン頭部がアクチンと連結してクロスブリッジを形成し、ATPを分解しながら滑走（収縮）が起こる。したがってCa2+が直接結合する標的はトロポニンである。

🔗 関連図（かずひろ解剖学 図解ライブラリ）

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）

収縮と弛緩は何の出入りで決まるか。

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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。

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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。

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答え: いいえ、Ca²⁺。活動電位はCa²⁺放出を促す中継ぎ役。

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※ 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。

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）

収縮の引き金となるイオンと、ATPが果たす2つの役割は何か。

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答え: 引き金はCa²⁺。ATPは「結合を外す」と「首を戻す」の2役。

ATPが枯渇するとなぜ筋が硬直するか（死後硬直）。

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答え: ミオシン頭部がアクチンから離れるにはATPの結合が必要で、枯渇すると外れないため。

収縮時に短くなる帯と変わらない帯はどれか。

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答え: I帯・H帯（およびサルコメア）が短縮し、A帯（ミオシンの長さ）は不変。

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※ 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。