興奮収縮連関 – 完全攻略ガイド
はじめに
筋が収縮するときには、最初に筋の活動電位が発生します。活動電位の発生に続き、筋収縮が起こる現象を興奮収縮連関といいます。今回は興奮収縮連関について詳しく解説します。
詳しい解説
興奮収縮連関の流れ
| 順序 | 内容 |
|---|---|
| 1 | アセチルコリンが神経筋接合部に到達 |
| 2 | 筋細胞膜に活動電位が発生 |
| 3 | 活動電位が横行小管(T管)に伝わる |
| 4 | 筋小胞体(SR)からCa2+が放出 |
| 5 | Ca2+がアクチン・ミオシンの結合を可能にし、筋収縮が起こる |
弛緩のメカニズム
| 過程 | 内容 |
|---|---|
| Ca2+回収 | 筋小胞体にCa2+がエネルギー(ATP)を使って取り込まれる |
| 結合解除 | アクチンとミオシンの結合が離れる |
| 弛緩 | 筋肉がリラックスした状態に戻る |
関与する構造
| 構造 | 役割 |
|---|---|
| 神経筋接合部 | アセチルコリンの放出部位 |
| T管 | 興奮を内部に伝える |
| 筋小胞体 | Ca2+の貯蔵・放出 |
| 三連構造(トライアッド) | T管+終末槽×2 |
絶対に覚えるべきポイント
- T管→筋小胞体→Ca2+放出→収縮の流れ
- 興奮収縮連関にはCa2+が必須
- 弛緩時はCa2+が筋小胞体に回収される
- アセチルコリンが神経筋接合部で放出
- 三連構造(トライアッド)が重要な役割を担う
一問一答
Q1. 興奮収縮連関とは何ですか?
【答え】 A. 活動電位の発生に続いて筋収縮が起こる現象
電気的興奮と機械的収縮の連結です。
Q2. 神経筋接合部で放出される神経伝達物質は何ですか?
【答え】 A. アセチルコリン
筋細胞膜に活動電位を生じさせます。
Q3. 興奮が伝わる順序を述べてください。
【答え】 A. 筋細胞膜→T管→筋小胞体→Ca2+放出
この順序で興奮が伝わり収縮が起こります。
Q4. 弛緩時にCa2+はどうなりますか?
【答え】 A. 筋小胞体に回収される
ATPを使って能動的に取り込まれます。
Q5. 筋収縮に必要なイオンは何ですか?
【答え】 A. Ca2+(カルシウムイオン)
トロポニンに結合して収縮を開始させます。
国家試験対策問題
問題1(選択問題)
興奮収縮連関で筋小胞体から放出されるのはどれか。
a. Na+
b. K+
c. Ca2+
d. Mg2+
【解答と解説】 正解:c
筋小胞体からCa2+が放出され、筋収縮が引き起こされます。
問題2(選択問題)
神経筋接合部で放出される神経伝達物質はどれか。
a. ノルアドレナリン
b. アセチルコリン
c. ドーパミン
d. セロトニン
【解答と解説】 正解:b
骨格筋の神経筋接合部ではアセチルコリンが放出されます。
問題3(選択問題)
興奮収縮連関の順序として正しいのはどれか。
a. Ca2+放出→T管→筋細胞膜
b. 筋細胞膜→筋小胞体→T管
c. T管→筋小胞体→Ca2+放出
d. 筋小胞体→T管→筋細胞膜
【解答と解説】 正解:c
活動電位は筋細胞膜→T管→筋小胞体の順に伝わり、Ca2+が放出されます。
問題4(選択問題)
筋弛緩時のCa2+について正しいのはどれか。
a. 細胞外に放出される
b. 筋小胞体に回収される
c. ミオシンに結合する
d. T管に蓄積される
【解答と解説】 正解:b
弛緩時はCa2+がATPを使って筋小胞体に回収され、アクチンとミオシンの結合が解除されます。
まとめ
興奮収縮連関の流れ
| 順序 | 内容 |
|---|---|
| 1 | アセチルコリン放出 |
| 2 | 筋細胞膜に活動電位 |
| 3 | T管に興奮伝達 |
| 4 | 筋小胞体からCa2+放出 |
| 5 | 筋収縮 |
収縮と弛緩
| 状態 | Ca2+の動態 |
|---|---|
| 収縮 | 筋小胞体から放出 |
| 弛緩 | 筋小胞体に回収 |
覚え方のコツ
「T管→筋小胞体→Ca2+放出→収縮」が最重要の流れです。
- アセチルコリン→活動電位→興奮伝達
- 弛緩はCa2+回収+ATP消費
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