骨格筋の筋収縮で正しいのはどれか。

解説

筋収縮の分子メカニズム（クロスブリッジサイクル）において、ミオシン頭部がアクチンから離れ、次の収縮に備えて『コッキング』する際にATPが加水分解されます。このATP加水分解によってミオシン頭部は高エネルギー状態となり、アクチンと再結合する準備が整います。

選択肢ごとの解説

• 1. 筋小胞体はカルシウムイオン（Ca2+）を貯蔵しており、筋収縮の調節に重要な役割を果たします。ナトリウムイオンは細胞外液や細胞内の濃度勾配形成に関与しますが、筋小胞体の主な貯蔵イオンではありません。正しくは：筋小胞体にはカルシウムイオン（Ca2+）が蓄えられている。選びやすい理由：イオンが貯蔵されているという点では共通しているため、選択肢に迷う可能性があります。混同注意：ナトリウムイオンの細胞外濃度と、カルシウムイオンの筋小胞体内濃度を混同しやすいです。
• 2. 筋収縮は、筋細胞膜に活動電位が発生し、それが筋小胞体に伝達されてカルシウムイオンが放出されることで開始されます。したがって、活動電位は筋収縮に先行して発生します。正しくは：活動電位は筋収縮に先行して発生する。選びやすい理由：時系列の逆転は気づきにくいことがあります。混同注意：筋収縮と活動電位の因果関係や時間的な順序を混同しやすいです。
• 3. カルシウムイオンが筋小胞体から放出され、筋原線維（アクチンとミオシン）に結合することで筋収縮が起こります。筋小胞体へカルシウムイオンが取り込まれるのは、筋弛緩の過程です。正しくは：カルシウムイオン（Ca2+）が筋小胞体から放出されると筋収縮が誘発される。選びやすい理由：カルシウムイオンが筋小胞体に出入りする過程が重要であるという点で正しい知識が含まれているため、その方向性を誤解しやすいです。混同注意：カルシウムイオンの放出と取り込みのどちらが収縮に関わるかを混同しやすいです。
• 4. 正解。筋収縮の『クロスブリッジサイクル』において、ミオシン頭部がアクチンから離れて元の角度に戻り、再度アクチンと結合する準備をする際にATPが加水分解され、そのエネルギーを利用してミオシン頭部が『再活性化（コッキング）』されます。この過程で得られたエネルギーが、次の収縮（パワーショット）に利用されます。正しくは：この記述は正しいです。
• 5. 神経筋接合部における興奮伝達は、神経から筋への一方向性です。運動ニューロンの軸索終末から放出されたアセチルコリンが筋細胞膜の受容体に結合することで伝達され、筋から神経への直接的な情報伝達はありません。正しくは：神経筋接合部での興奮伝達は、神経から筋への一方向性である。選びやすい理由：一般的な神経回路の伝達は複雑で双方向性があるケースもあるため、筋との間もそうだと誤解しやすいです。混同注意：中枢神経系のシナプス伝達の双方向性や、反射弓などでの複雑なフィードバック機構と、神経筋接合部の単純な一方向性伝達を混同しやすいです。

国試ポイント

骨格筋の収縮メカニズムに関する基本的な知識、特にカルシウムイオンの役割、活動電位と収縮の時系列、そしてATPが関与するミオシン頭部の動きについて問われています。各要素の役割と時系列を正確に理解しているかが重要です。

混同注意

筋小胞体のイオン貯蔵（Na+とCa2+）、活動電位と収縮の前後関係、Ca2+の放出と取り込みによる収縮と弛緩、ATP加水分解が起こるタイミング、神経筋接合部の伝達方向（一方向性と双方向性）

次に同じ論点が出たら

今後も骨格筋収縮の基本原理は頻出する。特に、各ステップにおけるCa2+とATPの役割、アクチンとミオシンの相互作用の順序を詳細に問われる可能性がある。筋小胞体の働き、T細管の役割、神経筋伝達物質の種類と作用機序も確認する必要がある。

関連知識

筋収縮の滑り説、アクチン・ミオシン・トロポニン・トロポミオシンの各タンパク質の機能、ATPの役割（ミオシン頭部のエネルギー源、CaポンプによるCa2+回収）、神経筋接合部におけるアセチルコリンの機能、脱分極と再分極。