学習トップ ／ 理由で解く 生理学 ／ 第11章 ▸ A. 骨格筋の構造と働き ／ Q0770
理由で解く 生理学
Q0770 筋
筋節（サルコメア）の縞模様のうち、収縮に伴って長さが変わるのは、細いフィラメント（主体はアクチン。トロポミオシン・トロポニンを伴う）と太いフィラメント（ミオシン）の重なり方で決まる部分である。この設問では I 帯（アイ帯・明帯）と H 帯がともに短くなるため、いずれを選んでも正解として扱われる。
骨格筋の収縮は「滑走説」で説明される。すなわち、細いフィラメントと太いフィラメント自体の長さは変わらず、細いフィラメントが太いフィラメントの間へ滑り込むことで筋節が短くなる。A 帯は太いフィラメントが存在する範囲そのものなので、滑走が起きても長さは変わらない。これに対し、細いフィラメントだけの領域である I 帯（明帯）と、太いフィラメントだけで細いフィラメントが重なっていない A 帯中央の H 帯は、重なりが増えるぶんだけ狭くなる。Z 帯（Z 線）は細いフィラメントが付着する仕切りの構造で、収縮時には隣り合う Z 帯どうしの間隔（＝筋節の長さ）が縮むのであって、Z 帯そのものが短くなるわけではない。「変わらないのは A 帯と Z 帯（構造そのもの）、狭くなるのは I 帯と H 帯（重なりのない部分）、短くなるのは Z 帯どうしの間隔＝筋節」と 4 つまとめて覚えておくと、どの帯を問われても答えられる。
🔗 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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筋原線維▶ この図の説明を読む
この図の解説
筋原線維の縞模様（横紋）がどの部位からできているかを、立体的な線維とその横断面、下部の一覧表で示した図です。Z帯からZ帯までがサルコメア（筋節）で、その中にI帯（明帯）・A帯（暗帯）・H帯・M線が並ぶことに注目します。細いアクチンフィラメントと太いミオシンフィラメントの重なり方が、明るく見える帯と暗く見える帯を生むしくみを説明しています。
学習の要点
- 覚え方: 太いミオシンがある部分は暗い（A帯・暗帯）、アクチンだけの細い部分は明るい（I帯・明帯）。『ミオシン＝暗、アクチンだけ＝明』。
- 各部位の中身: I帯＝アクチンのみ、A帯＝アクチン+ミオシンの重なり（暗）、H帯＝A帯中央のミオシンのみの部分、M線＝ミオシン同士の結合部位、Z線＝アクチンをつなぐ仕切り。
- サルコメア（筋節）はZ線とZ線の間で、骨格筋の機能的な収縮の最小単位。
- よくある間違い: A帯とH帯・M線を混同しやすい。A帯はミオシンの長さ全体、H帯はその中央でアクチンが届かないミオシンだけの狭い部分、M線はさらにその中心線。
- 関連知識: この縞模様が『横紋筋』の名の由来。骨格筋と心筋にはあるが、平滑筋にはこの規則的な横紋がない。
比較表
| 部位 | 構成 | 明暗 |
|---|---|---|
| I帯（明帯） | アクチンのみ | 明るい |
| A帯（暗帯） | アクチン＋ミオシンの重なり | 暗い |
| H帯 | A帯中央のミオシンのみの部分 | — |
| M線 | ミオシン同士の結合部位 | — |
| Z線 | アクチンをつなぐ仕切り | — |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
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- 骨格筋の収縮は滑走説で説明され、細いフィラメント・太いフィラメントそれぞれの長さは変わらない。
- 収縮で短縮するのは I 帯（アイ帯・明帯）と H 帯、および筋節（Z 帯どうしの間隔）である。
- A 帯（暗帯）は太いフィラメントの存在範囲そのもので、収縮しても長さは変わらない。
- Z 帯は細いフィラメントが付着する筋節の境界であり、その幅自体は変わらない。
- 細いフィラメントはアクチンを主体とし、トロポミオシン・トロポニンを伴う複合体である。
- 重要用語: 筋節（サルコメア）, A帯, I帯, H帯, Z帯, 滑走説 を正確に理解しておくこと。
| 部位 | 含まれるフィラメント | 収縮時の変化 |
|---|---|---|
| I 帯（アイ帯・明帯） | 細いフィラメント（アクチン）のみ | 短くなる |
| A 帯（暗帯） | 太いフィラメント（ミオシン）。一部で細いフィラメントと重なる | 変わらない |
| H 帯 | 太いフィラメント（ミオシン）のみ（A 帯の中央） | 短くなる・強収縮で消失 |
| Z 帯（Z 線） | 細いフィラメントの付着部（筋節の境界） | Z 帯自体の幅は変わらない（Z 帯どうしの間隔＝筋節が短くなる） |
| 筋節（サルコメア） | Z 帯から Z 帯まで | 短くなる |
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