シナプス前膜の脱分極に続いて軸索終末に流入するのはどれか。

解説

神経細胞の活動電位が軸索終末に到達しシナプス前膜が脱分極すると、電位依存性カルシウムチャネルが開口します。これにより、細胞外からカルシウムイオンが軸索終末内部に流入し、このカルシウムイオンの増加が神経伝達物質を含む小胞の移動と開口放出を促進します。したがって、神経伝達物質放出の直接的なトリガーとなるのはカルシウムイオンです。

選択肢ごとの解説

• 1. 正解。シナプス前膜の脱分極によって電位依存性カルシウムチャネルが開口し、細胞外のカルシウムイオンが軸索終末内へ流入します。このカルシウムイオンの流入が、神経伝達物質を内包する小胞の移動と膜融合を促進し、神経伝達物質の放出が起こります。
• 2. ガンマアミノ酪酸（GABA）は神経伝達物質そのものであり、軸索終末に流入するイオンではありません。抑制性神経伝達物質としてシナプス間隙に放出されます。正しくは：ガンマアミノ酪酸は神経伝達物質の一種であり、シナプス前膜の脱分極後に放出される物質です。軸索終末へ流入するイオンではありません。選びやすい理由：神経伝達物質の知識は重要であるため、関連する単語として選択肢に入っていると迷う可能性があります。混同注意：神経伝達物質と、その放出に必要なイオンを混同する可能性があります。
• 3. グルタミン酸は神経伝達物質そのものであり、軸索終末に流入するイオンではありません。興奮性神経伝達物質としてシナプス間隙に放出されます。正しくは：グルタミン酸は神経伝達物質の一種であり、シナプス前膜の脱分極後に放出される物質です。軸索終末へ流入するイオンではありません。選びやすい理由：神経伝達物質の知識は重要であるため、関連する単語として選択肢に入っていると迷う可能性があります。混同注意：神経伝達物質と、その放出に必要なイオンを混同する可能性があります。
• 4. ナトリウムイオンは、活動電位の発生や脱分極そのものに関与しますが、神経伝達物質放出の直接的な引き金として軸索終末に流入する主要なイオンではありません。活動電位によってシナプス前膜が脱分極することは、ナトリウムイオンの流入によって起こりますが、その後の伝達物質放出の直接的な引き金はカルシウムイオンの流入です。正しくは：ナトリウムイオンは活動電位の発生や細胞の脱分極において重要な役割を果たしますが、神経伝達物質放出を直接引き起こすのはカルシウムイオンの流入です。選びやすい理由：脱分極にナトリウムイオンが関与することは事実なので、誤って選択しやすいです。混同注意：活動電位の発生に関わるイオンと、神経伝達物質放出に関わるイオンを混同する可能性があります。
• 5. リン酸イオンは生体内で様々な役割（ATPの構成要素など）を担いますが、シナプス前膜の脱分極後に軸索終末に流入して神経伝達物質の放出を直接引き起こすイオンではありません。正しくは：リン酸イオンは神経伝達物質の放出を直接引き起こすイオンではありません。選びやすい理由：生体内の一般的なイオンとして知られているため、知識が曖昧な場合に選びやすいかもしれません。混同注意：神経生理学における特定の機能を持つイオンと、一般的な細胞内・細胞外イオンを混同する可能性があります。

国試ポイント

神経伝達のメカニズム、特にシナプス前膜からの神経伝達物質放出におけるカルシウムイオンの役割について理解しているかを問う問題です。脱分極に関わるナトリウムイオンや、神経伝達物質そのものと混同しないように注意が必要です。

混同注意

ナトリウムイオン（脱分極の原因）とカルシウムイオン（伝達物質放出の引き金）、あるいは神経伝達物質そのもの（GABA, グルタミン酸など）とそれらの放出に関わるイオン。

次に同じ論点が出たら

同様の論点が出た場合、シナプス後膜におけるイオンチャネルの開閉と作用、抑制性・興奮性シナプスの違い、あるいは神経筋接合部におけるアセチルコリンの作用メカニズムなど、神経伝達全体の詳細なプロセスを問う問題が考えられます。

関連知識

神経伝達物質の種類と作用、活動電位の発生メカニズム（イオンチャネルの種類と開閉）、小胞輸送と開口放出。