学習トップ ／ 理由で解く 生理学 ／ 第10章 ▸ B. 神経線維の興奮伝導 ／ Q0605
理由で解く 生理学
Q0605 神経
出典：鍼灸 第20回(2012) 問題31
問題
末梢神経における活動電位の興奮伝導に主要な役割を果たすイオンはどれか。
選択肢
1
カリウムイオン
2
カルシウムイオン
3
ナトリウムイオン
4
マグネシウムイオン
解答
正解3（ナトリウムイオン）
解説
✗ 1. 誤り
カリウムイオン
K+は活動電位の再分極相で電位依存性K+チャネルを通じて細胞外に流出し、膜電位を静止膜電位に戻す役割を担う。興奮伝導の主役ではなく、興奮の終息に関わる。
✗ 2. 誤り
カルシウムイオン
Ca2+はシナプス終末において神経伝達物質のエキソサイトーシス（開口分泌）を引き起こすトリガーとして重要であり、また筋小胞体からの放出は筋収縮の引き金となるが、活動電位の伝導そのものの主役ではない。
✓ 3. 正しい
ナトリウムイオン
末梢神経の活動電位発生・伝導において、脱分極相では電位依存性Na+チャネルが開口し、Na+が濃度勾配と電気的勾配に従って細胞外から細胞内に急速に流入する。この Na+の流入により膜電位が約-70mVから+30mV付近まで急激に上昇（脱分極）し、これが隣接部位の脱分極を引き起こすことで興奮が伝導する。有髄線維ではランビエ絞輪間を跳躍伝導する。
✗ 4. 誤り
マグネシウムイオン
Mg2+は多くの酵素反応の補因子として機能するが、活動電位の発生・伝導に直接関与するイオンではない。
🔗 関連図（かずひろ解剖学 図解ライブラリ）
活動電位の発生▶ この図の説明を読む
この図の解説
神経細胞の膜電位が変化して活動電位が生じる過程を、①静止電位(-70mV)・②脱分極・③再分極の3段階に分けて描いた図。各段階で電位計の針の位置と、K⁺チャネル・Na⁺-K⁺ポンプ・Na⁺チャネルの開閉、イオンの動きを対応させて見ると流れがつかめる。上部の凡例で3種類の膜タンパクの色を確認してから本体を読むとよい。
学習の要点
- 静止時はNa⁺-K⁺ポンプがATPを使ってNa⁺を細胞外へ・K⁺を細胞内へ汲み出すため、細胞外はNa⁺が多く細胞内はK⁺が多い。膜の内側はマイナスに荷電し-70mVとなる。
- 脱分極は『刺激で閾値に達する→Na⁺チャネルが開く→Na⁺が細胞内へ流入』の順。電位は0を超えて+側まで振れる（オーバーシュート）ことに注目。
- 再分極ではNa⁺チャネルが閉じ、遅れてK⁺チャネルが開いてK⁺が細胞外へ流出することで、電位が再び-70mVへ戻る。
- 覚え方: 脱分極=Na⁺流入(内向き)、再分極=K⁺流出(外向き)。関わるイオンの向きをセットで暗記すると混同しにくい。
- よくある誤解: 1回の活動電位で細胞内外のイオン濃度が大きく入れ替わるわけではなく、動くのはごく一部。濃度勾配を保つ主役はNa⁺-K⁺ポンプ。
比較表
| 段階 | チャネル・ポンプの動き | イオンの動き | 電位 |
|---|---|---|---|
| ①静止電位 | Na⁺-K⁺ポンプがATPでNa⁺を細胞外・K⁺を細胞内へ | 細胞外にNa⁺多、細胞内にK⁺多 | -70mV（内側マイナス） |
| ②脱分極 | 閾値に達しNa⁺チャネルが開く | Na⁺が細胞内へ流入 | 0を超えて+側へ（オーバーシュート） |
| ③再分極 | Na⁺チャネルが閉じ、遅れてK⁺チャネルが開く | K⁺が細胞外へ流出 | 再び-70mVへ戻る |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
静止電位が-70mVに保たれる仕組みは？
答えを見る
答え: Na⁺-K⁺ポンプがATPを使いNa⁺を細胞外・K⁺を細胞内へ汲み出し、膜の内側がマイナスに荷電する。
脱分極と再分極で動くイオンとその向きは？
答えを見る
答え: 脱分極＝Na⁺流入（内向き）、再分極＝K⁺流出（外向き）。
1回の活動電位で細胞内外のイオン濃度は大きく入れ替わるか？
答えを見る
答え: 入れ替わらない。動くのはごく一部で、濃度勾配を保つ主役はNa⁺-K⁺ポンプ。
※ 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
- 覚え方のコツ: 「ナトリウムで脱分極、カリウムで再分極」→「Na入って興奮、K出て鎮静」と覚える。
- 関連知識: 局所麻酔薬（リドカインなど）はNa+チャネルを遮断して活動電位の発生を阻害し、痛覚伝導をブロックする。テトロドトキシン（フグ毒）も同様にNa+チャネルを遮断する。
- よくある間違い: Ca2+が「興奮に重要」という知識から、活動電位の伝導にもCa2+が主役と誤解しやすい。Ca2+が主役となるのはシナプス伝達（伝達物質放出）と筋収縮のカップリングである。
- 教科書では「b.活動電位」の範囲に該当する。
解説画像
鍼灸 第20回(2012) 問題31｜末梢神経における活動電位の興奮伝導に主要な役割を果たすイオンはどれか。
キーワード
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。