【PT/共通】骨格筋、筋収縮、運動単位についての問題「まとめ・解説」

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※問題の引用:厚生労働省より

※注意:解説はすべてオリジナルのものとなっています。私的利用の個人研究のため作成いたしました。間違いや分からない点があることをご了承ください。

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【PT/OT/共通】骨格筋の収縮(収縮様式)についての問題「まとめ・解説」

目次 非表示

PT専門

第45回PT 午前47問

47.筋力増強で誤っているのはどれか。

1.筋力増強には意欲が影響する。
2.筋肥大は赤筋線維で生じやすい。
3.増強法には過負荷の原則が適用される。
4.等速運動では角速度の遅い方が増強効果は大きい。
5.初期の筋力増強は運動単位の発射頻度の増加による。

解答2

解説

1.〇 正しい。筋力増強には意欲が影響する。例として、「火事場の馬鹿力」などである。
2.× 筋肥大は、「赤筋線維」ではなく白筋線維で生じやすい。
3.〇 正しい。増強法には、過負荷の原則が適用される。筋力増強の基本条件としては、過負荷の原則が適用され、①運動の強度、②持続時間、③頻度、④期間がある。
4.〇 正しい。等速運動では、角速度の遅い方が増強効果は大きい。なぜなら、筋収縮速度と発生する張力は反比例するため(Hillの原理)。
5.〇 正しい。初期の筋力増強は、運動単位の発射頻度の増加による。筋力増強の初期は、筋肥大よりも「筋活動の質の向上」がみられる。筋活動の質の向上は、①活動する運動単位の増加、②複数の運動単位の活動の同期化、③運動単位の発射頻度の増加などのことをさす。ちなみに、筋力増強の中期以降は、筋横断面積の増加が起こる。

 

 

 

第47回PT 午後30問

30 高齢者の筋力について誤っているのはどれか。

1.筋断面積は経年的に減少する。
2.上肢よりも下肢の筋力低下が大きい。
3.筋力強化によって筋線維の肥大が期待できる。
4.タイプⅡ線維よりもタイプⅠ線維の萎縮が優位である。
5.筋力強化の初期効果は動員される運動単位が増加することによる。

解答4

解説

1.〇 正しい。筋断面積は、経年的に減少する。筋断面積は80歳で、30歳の1/3に減少する。なぜなら、加齢とともに①筋線維の萎縮、②筋線維数の減少するため。
2.〇 正しい。上肢よりも下肢の筋力低下が大きい。なぜなら、高齢者では上肢よりも下肢の方が、日常生活での使用が少ないため。日常生活では上肢を使う動作が多く、上肢の筋力は比較的保たれやすい。
3.〇 正しい。筋力強化によって筋線維の肥大が期待できる。研究により、筋力強化による筋線維の肥大は高齢者でも起こることが報告された。
4.× 逆である。タイプⅠ線維(遅筋線維)よりもタイプⅡ線維(速筋線維)の萎縮が優位である。タイプⅡ線維(速筋線維)の特徴として、短距離型の筋肉で収縮速度は速く、発揮する力は強いが、疲れやすい。日常生活では使うことが少ないため、老化とともに萎縮しやすい。
5.〇 正しい。筋力強化の初期効果は、動員される運動単位が増加することによる。初期における筋力の増加は、中枢神経系の働き(①活動する運動単位の増加や②複数の運動単位の活動との同期化など)によるものが大きい。

 

 

 

第54回PT 午前39問

39. 筋力増強トレーニングの効果で正しいのはどれか。

1. 自動介助運動では効果は得られない。
2. 筋肥大が生じるまで効果は得られない。
3. 最大抵抗を用いれば月1回の運動で効果が得られる。
4. 等運動性運動ではトレーニングに用いた運動速度付近で大きな効果が得られる。
5. 最大筋力に対して極めて弱い抵抗運動であっても回数を増やすことで効果が得られる。

解答

解説
1. ×:自動介助運動でも、最大筋力の2/3の負荷であれば筋力増強効果が得られる。自動介助運動とは、自発的に筋の収縮を行わせながら、セラピストあるいは器具の補助によって関節運動を行うことである。
2. ×:筋力増強の初期の効果は、活動する運動単位の増加や複数の運動単位の活動の同期化など、中枢神経系の働きによることが多い。そのため、筋肥大が生じるまで効果は得られないのは間違いである。また、筋肥大は訓練を続けて3~5週以降に起こる。
3. ×:最大抵抗を用いても、月1回の運動では不足しており、週2~4回の運動で効果が得られる。
4. 〇:正しい。等運動性運動(等速性運動)は、機械を使用しなければ行えない特徴を持つ。等運動性運動では、トレーニングに用いた運動速度付近で大きな効果が得られる。なぜなら、特異性の原則のため。トレーニングと同一の収縮様式における筋力の増加率は、他の収縮様式より大きいとされている。つまり、低速度の等運動性運動(等速性運動)を行えば、低速度の等速性筋力が最も増加する。
5. ×:極めて弱い抵抗運動は、回数を増やしても、筋持久力に対し効果がある。筋力増強の基本条件として、過負荷の原則が適応される。筋肥大を見込むためには、1RMに対する負荷量75~80%で、反復回数は8~10回とされている。最大筋力に対して極めて弱い抵抗運動は、筋力増強を見込めない

 

 

第58回PT 午前26問

26.筋収縮で正しいのはどれか。

1.骨格筋の最大収縮時には筋細胞の長さが約10%短くなる。
2.アクチンフィラメントはミオシンフィラメントより太い。
3.筋小胞体からのK+放出により筋収縮が開始される。
4.ATPを分解する酵素はアクチンに存在する。
5.筋収縮時にH帯は短くなる。

解答

解説

筋収縮の機序

【筋収縮の機序】
①筋小胞体から放出されたCa2+がトロポニンと結合する。
②ATPエネルギーを利用したミオシンの頭部首振り運動が起こる。
③アクチンフィラメントを引き寄せながらミオシンフィラメント上を滑走して筋収縮が起こる。

【運動による筋疲労によって起こる事象】
①代謝産物の蓄積(乳酸の増加やpHの低下)
②エネルギー供給率の低下(ATP低下、ADP増加、グリコーゲン低下)
③興奮収縮連関不全(筋小胞体へのCa2+取り込み低下)

1.× 骨格筋の最大収縮時には筋細胞の長さは、「約10%」ではなく約40%短くなる。このとき、すべての筋節の長さは一様に減少する。
2.× アクチンフィラメントは、ミオシンフィラメントより「太い」のではなく細い。アクチンフィラメントの直径は約7nm、ミオシンフィラメントの直径は約12~15nmである。
3.× 筋小胞体からの「K+」ではなくCa2+放出により筋収縮が開始される。その後、カルシウムイオンはトロポニンと結合し、その立体構造を変えてトロポミオシンをアクチンのミオシン結合部位から引き離す。ちなみに、カリウムイオン(K+)は、細胞内液で最も多い陽イオンである。
4.× ATPを分解する酵素は、「アクチン」ではなくミオシン(頭部)に存在する。ミオシン頭部は、こぶしをつくって腕を曲げたような形でアクチンと結合している。ATPがやってくると、ATPはミオシン頭部のATP分解酵素部位と結合する。ちなみに、ATPを分解する酵素(ATPアーゼ)は、ATPを加水分解してエネルギーを放出し、筋収縮に必要な力を生成する。
5.〇 正しい。筋収縮時にH帯は短くなる。H帯はA帯中央の明るい部分(ミオシンのみからなる部分)である。H帯とI帯はほとんど消失する。これは収縮に伴って細いフィラメントがA帯中に滑り込むことを意味する。

 

 

 

第59回PT 午前23問

23 筋収縮で正しいのはどれか。

1.神経筋接合部の伝達物質はノルアドレナリンである。
2.カルシウムイオンが筋小胞体内に取り込まれる。
3.神経支配比はそれぞれの筋で異なる。
4.エネルギー源はADPである。
5.A帯が短縮する。

解答

解説

筋収縮の機序

【筋収縮の機序】
①筋小胞体から放出されたCa2+がトロポニンと結合する。
ATPエネルギーを利用したミオシンの頭部首振り運動が起こる。
③アクチンフィラメントを引き寄せながらミオシンフィラメント上を滑走して筋収縮が起こる。

【運動による筋疲労によって起こる事象】
①代謝産物の蓄積(乳酸の増加やpHの低下)
②エネルギー供給率の低下(ATP低下、ADP増加、グリコーゲン低下)
③興奮収縮連関不全(筋小胞体へのCa2+取り込み低下)

1.× 神経筋接合部の伝達物質は、「ノルアドレナリン」ではなくアセチルコリンである。アセチルコリンとは、代表的な神経伝達物質であり、①運動神経の神経筋接合部、②交感神経および副交感神経の節前線維の終末、副交感神経の節後線維の終末などのシナプスで放出される。アセチルコリンは、中枢神経で働く場合と末梢神経で働く場合で作用が異なる。①運動神経の神経筋接合部では、筋収縮に作用する。
2.× カルシウムイオンが筋小胞体内に「取り込まれる」のではなく放出される(筋収縮時)。カルシウムイオンが筋小胞体内に「取り込まれる」のは筋弛緩時である。筋肉が収縮するメカニズムは、活動電位が発生し、横行小管が脱分極し、筋小胞体からカルシウムイオンが放出されることによって起こる。カルシウムイオンの濃度が上昇すると、トロポニンCと結合し、アクチンフィラメントとミオシンフィラメントが相互作用して、骨格筋が収縮する。
3.〇 正しい。神経支配比はそれぞれの筋で異なる。1つの運動神経が支配する筋線維の数が少なく、神経支配比は小さい。運動単位当たりの筋線維数は、上腕二頭筋:750、虫様筋:110である。運動単位とは、1つの運動神経が支配する筋線維のことである。筋によって支配する線維の数は異なる。
①粗大運動を行う筋:神経支配比が大きく、運動単位は大きい。
②精巧な運動を行う筋:神経支配比が少なく、運動単位は小さい。
ちなみに、神経支配比とは、1つの運動神経が支配する筋線維の数のことをいう。
4.× エネルギー源は、「ADP」ではなくATPである。なぜなら、頭部首振り運動に、ATPエネルギーを利用する必要があるため。ADP(アデノシン二リン酸)とは、ATP分解酵素の働きによってATPが加水分解すると、ひとつのリン酸基がはずれたものをさす。その際にエネルギーを放出し、このエネルギーを使って筋の収縮が行われる。筋線維の中に蓄えられているATPの量はわずかなので、激しい運動では短時間で使い果たしてしまう。
5.× 「A帯」ではなくI帯が短縮する。A帯(暗帯)とは、ミオシンフィラメントがある部分で、アクチンフィラメントと重なり合っている。筋収縮のメカニズム(滑り説)では、アクチンフィラメントがミオシンフィラメント側に滑り込むことで収縮が生じる。この際に短縮するのはアクチンフィラメントのみの部分であるI帯(明帯)である。

心筋の収縮のメカニズム

①隣接する細胞が興奮すると、静止膜電位がプラスに向かい、Na+チャンネルが開き、大量のNaが細胞内に流入する。
②Na+が大量に流れ込むため、膜電位は急峻に上昇する。分極していた細胞内外が極性を失うので脱分極という。
③活動電位となった細胞内にはNa+に引き続きCa2+チャンネルが開いて、Ca2+が入ってくる。Ca2+は心筋収縮の引き金の役割とともに、プラスイオンの性質から活動電位の持続にも貢献する。
④活動電位から静止電位に戻るために、K+チャンネルが開いて、細胞内に多いK+が、細胞外に出ていく。結果的にプラスイオンを減らした細胞内は静止電位まで下がる。再び分極するので、再分極という。

 

共通問題

第37回共通 21問

骨格筋で誤っているのはどれか。

1.成人では体重の40%を占める。
2.筋収縮にはカルシウムイオンが関与する。
3.姿勢保持筋は赤筋線維が多い。
4.ミトコンドリアは白筋線維に多い。
5.筋線維に横紋がみられる。

解答

解説
1.〇 成人では体重の40~50%を占める。
2.〇 筋収縮にはカルシウムイオンが関与する。筋収縮にはカルシウムイオン濃度の上昇が引き金となってミオシンフィラメントとアクチンフィラメントのすべりが生じ筋肉が収縮する。
3.〇 姿勢保持筋は赤筋線維が多い。脊柱起立筋などの姿勢保持筋や、疲れて動かなくなると困る呼吸運動のための筋には赤筋が多い。対して、足・腕・指の筋肉などには白筋が多い。
4.× ミトコンドリアは、「白筋線維」ではなく、赤筋線維に多い。
5.〇 筋線維に横紋がみられるのが骨格筋(横紋筋)の特徴である。

 

 

第41回共通 24問

運動単位に含まれないのはどれか。

1.ベッツ細胞
2.前角細胞
3.軸索
4.神経終板
5.筋線維

解答1

解説
運動単位とは、1個a運動ニューロンとそれが支配する筋線維群とを指す。運動単位は、常に活動を共にする一つの機能単位を構成する。
1.× ベッツ細胞とは、皮質運動野の大型錐体細胞で錐体路を形成し、前角細胞などとシナプスする細胞。
2.〇 前角細胞は、脊髄前角にて下行性の神経線維とシナプスし、末梢まで伸び骨格筋と神経筋接合部をつくる。
3.〇 軸索は、神経細胞の構造の一部であり、運動単位に含まれる。
4.〇 神経終板は、神経筋接合部のことである運動単位に含まれる。
5.〇 筋線維は、1つのニューロンが支配する範囲で含まれる。

 

 

 

 

 

第44回共通 5問

骨格筋の構造で正しいのはどれか。 2つ選べ。

1.筋細胞の細胞膜を筋周膜という。
2.A帯を明帯という。
3.A帯は筋収縮時に短縮する。
4.I帯の中央部にZ帯がある。
5.Z帯の間を筋節という。

解答4,5

解説
1.× 筋細胞の細胞膜を筋周膜ではなく、筋内膜という。 筋細胞を束にしたものが筋線維、筋線維を束にしたものを筋束といい、筋束がさらにまとまって筋肉になる。筋線維を包むものが筋内膜、筋束を包むものが筋周膜、筋肉を包むものが筋外膜である。
2.× A帯を明帯ではなく、暗帯という。A帯は暗帯、I帯が明帯である。明帯はアクチンのみが存在し、ミオシンのある部分が暗帯である。暗帯のうち、アクチンのない部分は少し明るく、その部分をH帯と呼ぶ。
3.× A帯は筋収縮時に短縮する。収縮時、A帯は変化しないがI体が短縮する。H帶も短縮する。
4.〇 I帯の中央部にZ帯がある。収縮時にはZ帯とZ帯の間隔が短くなる。
5.〇 Z帯の間を筋節という。Z帯とZ帯の間のことを筋節(サルコメア)という。

 

 

 

第45回共通 午前47問

47.筋力増強で誤っているのはどれか。

1.筋力増強には意欲が影響する。
2.筋肥大は赤筋線維で生じやすい。
3.増強法には過負荷の原則が適用される。
4.等速運動では角速度の遅い方が増強効果は大きい。
5.初期の筋力増強は運動単位の発射頻度の増加による。

解答2

解説

1.〇 正しい。筋力増強には意欲が影響する。例として、「火事場の馬鹿力」などである。
2.× 筋肥大は、「赤筋線維」ではなく白筋線維で生じやすい。
3.〇 正しい。増強法には、過負荷の原則が適用される。筋力増強の基本条件としては、過負荷の原則が適用され、①運動の強度、②持続時間、③頻度、④期間がある。
4.〇 正しい。等速運動では、角速度の遅い方が増強効果は大きい。なぜなら、筋収縮速度と発生する張力は反比例するため(Hillの原理)。
5.〇 正しい。初期の筋力増強は、運動単位の発射頻度の増加による。筋力増強の初期は、筋肥大よりも「筋活動の質の向上」がみられる。筋活動の質の向上は、①活動する運動単位の増加、②複数の運動単位の活動の同期化、③運動単位の発射頻度の増加などのことをさす。ちなみに、筋力増強の中期以降は、筋横断面積の増加が起こる。

 

 

第46回共通 午前62問

62. 正しいのはどれか。

1.腓腹筋の神経支配比は外眼筋よりも小さい。
2.1つの運動単位に属する筋線維は同期して興奮する。
3.γ運動ニューロンは運動単位の構成要素の1つである。
4.遅筋の支配神経線維の径は速筋の支配神経線維よりも太い。
5.大径の脊髄前角細胞は小径の細胞よりも弱い筋収縮力で興奮する。

解答2

解説

1.× 腓腹筋の神経支配比は外眼筋よりも、「小さい」のではなく大きい。神経支配比とは、1本の運動ニューロンが支配する筋線維数のことである。運動単位当たりの筋線維数は、外眼筋:13腓腹筋:1720である。一般的に大きな運動を行う筋ほど、神経支配比は大きい。
2.〇 正しい。1つの運動単位に属する筋線維は同期して興奮する。1つの運動単位とは、①1つのα運動ニューロン、②軸索、③それが支配する筋線維群を指す。したがって、1つのα運動ニューロン(脊髄前角細胞)が活動したとき、この単位に属するすべての筋線維群は同時に収縮する。
3.× 運動単位の構成要素の1つは、「γ運動ニューロン」ではなくα運動ニューロンである。1つの運動単位とは、①1つのα運動ニューロン、②軸索、③それが支配する筋線維群を指す。ちなみに、γ運動ニューロンは筋紡錘内の筋線維(錘内筋)を支配し、筋紡錘の感受性を調節し、筋長を制御している。
4.× 遅筋の支配神経線維の径は、速筋の支配神経線維よりも細い。ちなみに、神経線維は直径が太いほど①刺激に対する閾値が高い、②活動電位の振幅が大きい、③神経衝撃の伝導速度が速い特徴を持つ。
5.× 大径の脊髄前角細胞は小径の細胞よりも、「弱い」ではなく強い筋収縮力で興奮する。脊髄前角細胞は径が大きいほど、強い筋収縮力で興奮する。

運動単位当たりの筋線維数

外眼筋:13
虫様筋:110
前脛骨筋:610
上腕二頭筋:750
側頭筋:930
腓腹筋:1720

 

 

 

第47回共通 午後61問

61 運動単位当たりの筋線維数が最も少ないのはどれか。

1.側頭筋
2.上腕二頭筋
3.虫様筋
4.前脛骨筋
5.腓腹筋

解答3

解説

運動単位とは?

運動単位とは、1つの運動神経が支配する筋線維のことである。筋によって支配する線維の数は異なる。
①粗大運動を行う筋:神経支配比が大きく、運動単位は大きい。
②精巧な運動を行う筋:神経支配比が少なく、運動単位は小さい。
ちなみに、神経支配比とは、1つの運動神経が支配する筋線維の数のことをいう。

1.× 側頭筋が最も少ないとはいえない。運動単位当たりの筋線維数は、側頭筋:930である。ちなみに、側頭筋は咀嚼筋のひとつであり、下顎骨の拳上と後退に関わる。
2.× 上腕二頭筋が最も少ないとはいえない。運動単位当たりの筋線維数は、上腕二頭筋:750である。
3.〇 正しい。虫様筋が、運動単位当たりの筋線維数が最も少ない。運動単位当たりの筋線維数は、虫様筋:110である。虫様筋は、中手指節関節(MP関節)の遠位で深指屈筋の4本の腱から起こる筋であり、指の精巧な運動に関わる。
4.× 前脛骨筋が最も少ないとはいえない。運動単位当たりの筋線維数は、前脛骨筋:610である。
5.× 腓腹筋が最も少ないとはいえない。運動単位当たりの筋線維数は、腓腹筋:1720である。

 

 

 

 

 

第48回共通 午前61問

骨格筋の興奮収縮連関について正しいのはどれか。

1.筋小胞体からMg2+が放出される。
2.横行小管の中をCa2+が運搬される。
3.アクチンフィラメントのATPが加水分解を生じる。
4.筋線維膜の電位依存性Na+チャンネルが開いて脱介極が生じる。
5.トロポニンが移動してミオシンフィラメントの結合部位が露出する。

解答4

解説
1.× 筋小胞体からMg2+ではなく、Ca2+が放出される。横行小管(T管)から伝わった脱分極電位により筋小胞体から、Ca2+が放出される。一般的な筋収縮は、細胞外からもしくは、筋小胞体から放出されるCa2+に依存する。
2.× 横行小管(T管)の中を、Ca2+が運搬されるのではなく、細胞膜で発生した刺激が移動し筋小胞体へと伝わる。
3.× アクチンフィラメントではなく、ミオシンフィラメントのATPが加水分解を生じる。
4.〇 正しい。筋線維膜の電位依存性Na+チャネルが開いて脱分極が生じる。活動電位の発生には、Na+が関与する。
5.× トロポニンではなく、「トロポミオシン」が移動してミオシンフィラメントの結合部位が露出する。ちなみに、トロポニンとは、心筋に特異的に含まれる物質で、心筋が障害を受けたときに血液中で増える物質で、筋収縮の機序としては、①筋小胞体から放出されたCa2+がトロポニンと結合する。

 

 

第49回共通 午前61問

筋におけるタイプⅡb線維と比べたタイプI線維の特徴はどれか。2つ選べ。

1.持久力のある筋肉において比率が高い。
2.周囲組織の毛細血管が密である。
3.ヒラメ筋において比率が低い。
4.ミオグロビン量が少ない。
5.ミトコンドリアが少ない。

解答1・2

解説

タイプⅡb線維は速筋線維(腓腹筋)。タイプⅠ線維は遅筋線維(ヒラメ筋)である。タイプⅠ線維(遅筋線維)の特徴は、ミトコンドリアやミオグロビンが多く、有酸素的エネルギー産生酵素も多いので持久力がある。

1.〇 正しい。タイプⅠ線維(遅筋線維)は、持久力のある筋肉において比率が高い。
2.〇 正しい。タイプⅠ線維(遅筋線維)は、周囲組織の毛細血管が密である。
3.× ヒラメ筋において比率が低いのは、タイプⅡb線維(速筋線維)である。タイプⅡb線維は速筋線維(腓腹筋)。タイプⅠ線維は遅筋線維(ヒラメ筋)である。
4.5.× ミオグロビン量/ミトコンドリアが少ないのは、タイプⅡb線維(速筋線維)である。

 

 

 

 

 

第49回共通 午前63問

運動単位について正しいのはどれか。

1.運動単位には求心性線維が含まれる。
2.活動電位の発射頻度は200回/秒を超える。
3.精密な働きをする筋では神経支配比が大きい。
4.同じ運動単位の筋線推は同一の筋線維タイプからなる。
5.筋を徐々に収縮すると大きな運動単位が先に活動を始める。

解答4

解説

運動単位とは、1個のα運動ニューロンとそれが支配する筋線維群とを指す。運動単位は、常に活動を共にする1つの機能単位を構成する。

1.× 運動単位は、求心性線維は含まれない。なぜなら、運動単位とは、1個のα運動ニューロンとそれが支配する筋線維群とを指すため。
2.× 活動電位の発射頻度は、200回/秒を超えることは難しい。なぜなら、活動電位の発射から次の活動電位の発射までに不応期があるため。一般的に、発射頻度は9~25回/秒である。
3.× 精密な働きをする筋では、神経支配比が小さい。1つの運動神経が支配する筋線維の数が少なく、神経支配比は小さい。運動単位当たりの筋線維数は、上腕二頭筋:750、虫様筋:110である。
4.〇 正しい。同じ運動単位の筋線維は同一の筋線維タイプからなる。
5.× 筋を徐々に収縮すると、先に活動を始めるのは小さな運動単位からである。これをサイズの原理という。

 

 

第50回共通 午後61問

運動単位について正しいのはどれか。

1.運動神経終末には髄鞘がある。
2.運動終板は筋線維の深部に存在する。
3.運動神経活動電位の発生によって筋弛緩が生じる。
4.運動神経終末のシナプス間隙にドパミンが放出される。
5.正常では1つの筋線維につき1個の神経筋接合部が存在する。

解答5

解説
1.× 運動神経終末には、神経筋接合部でその先は筋組織である。髄鞘があるのは軸索である。
2.× 運動終板は、神経筋接合部における神経終末と接する筋線維の表面に存在する。筋線維の深部にない。
3.× 運動神経活動電位の発生によって、筋弛緩ではなく、筋収縮が生じる。
4.× 運動神経終末のシナプス間隙には、ドパミンではなく、アセチルコリンが放出される。
5.〇 正しい。正常では1つの筋線維につき1個の神経筋接合部が存在する。運動単位とは。1つの運動神経とそれが支配する筋線維のことである。筋によって支配する筋線維の数は異なるが、一個の筋線維に対し、神経筋接合部は1つである。

 

 

第51回共通 午後61問

61 骨格筋の構造で正しいのはどれか。2つ選べ。

1. A帯を明帯という。
2. A帯は筋収縮時に短縮する。
3. I帯の中央部にZ帯がある。
4. Z帯は筋収縮時に伸長する。
5. Z帯とZ帯との間を筋節という。

解答3/5

解説

1.× A帯を、「明帯」ではなく暗帯という。
2.× 筋収縮時に短縮するのは、「A帯」ではなく、アクチンフィラメントのみの部分であるI帯である。
3.〇 正しい。I帯の中央部にZ帯がある。Z帯は筋節を構成する。
4.× Z帯は筋収縮時に伸長することはない
5.〇 正しい。Z帯とZ帯との間を筋節という。

 

 

 

第51回共通 午後94問

94 高齢者の筋で誤っているのはどれか。

1. 筋断面積が減少する。
2. 運動単位数が増加する。
3. 筋力増強効果はみられる。
4. タイプⅡ線維の萎縮が強い。
5. 持久力は筋力に比較して維持される。

解答2

解説

1.〇 正しい。筋断面積が減少する。なぜなら、加齢に伴い筋線維の萎縮筋線維数の減少が起こるため。
2.× 運動単位数が、「増加」ではなく減少する。運動単位とは、1つのα運動ニューロンが神経支配する筋線維の集まりをいう。
3.〇 正しい。筋力増強効果はみられる。なぜなら、筋力増強効果はみられるため。
4.〇 正しい。タイプⅡ線維の萎縮が強い。タイプⅡ線維は速筋線維である。
5.〇 正しい。持久力は筋力に比較して維持される。なぜなら、遅筋線維(タイプⅠ)は保たれるため。

 

 

 

 

第52回共通 午前62問

運動単位について誤っているのはどれか。

1. 1個の運動ニューロンとそれに支配される筋線維群を運動単位という。
2. 1つの筋肉は多数の運動単位で構成される。
3. 1個の運動ニューロンが何本の筋線維を支配しているかを神経支配比という。
4. 上腕二頭筋より虫様筋の方が神経支配比は大きい。
5. 最も強い筋収縮は筋のすべての運動単位が同期して活動するときに起こる。

解答:

解説

運動単位とは、1個のα運動ニューロンとそれが支配する筋線維群とを指す。運動単位は、常に活動を共にする一つの機能単位を構成する。

1.〇 正しい。1個のα運動ニューロンとそれに支配される筋線維群を運動単位という。
2.〇 正しい。1つの筋肉は多数の運動単位で構成される。菌によって支配する線維の数は異なる。1つの筋線維につき1個の神経筋接合部が存在する。
3.〇 正しい。1個の運動ニューロンが何本の筋線維を支配しているかを神経支配比という。
4.× 逆である。虫様筋より上腕二頭筋の方が神経支配比は大きい。指の動きなどの精密な働きをする筋ほど1つの運動神神経が支配する筋線維の数は少なく、神経支配比は小さい。
5.〇 正しい。最も強い筋収縮は筋のすべての運動単位が同期して活動するときに起こる。通常、小さな運動単位から活動を開始し、ついで閾値の高い大きな運動単位が順次活動していく。これをサイズの原理と呼ぶ。すべての運動単位が同調して活動すれば(同期化)、最も強い筋収縮が起こる。

 

 

第53回共通 午前63問

運動単位について正しいのはどれか。

1.運動単位には求心性線維が含まれる。
2.1つの筋は単一の運動単位で構成される。
3.神経支配比が小さいほど微細な運動ができる。
4.随意運動時には大きな運動単位ほど先に活動を始める。
5.伸張反射では弱い刺激で活動を開始するのは速筋である。

解答:3

解説

 運動単位とは、1個のα運動ニューロンとそれが支配する筋線維群とを指す。運動単位は、常に活動を共にする一つの機能単位を構成する。

1.× 運動単位には求心性線維は含まれない。運動単位を構成するのは遠心性線維である。
2.× 1つの筋は単一の運動単位で構成されず、筋によって支配する線維の数は異なってくる。一つの筋は多数の筋線維からなるため、多数の運動単位で構成される。
3.〇 正しい。神経支配比が小さいほど微細な運動ができる。指の動きなどの精密な動きをする筋ほど一つの運動神経が支配する筋線維の数が少なく、支配支配比が小さい。
4.× 随意運動時には、大きなではなく、小さな運動単位ほど先に活動を始める。通常、小さな運動単位から活動を開始し、ついで閾値の高い大きな運動単位が順次活動していく。これをサイズの原理と呼ぶ。
5.× 伸張反射では、弱い刺激で活動を開始するのは速筋ではなく、遅筋である。伸張反射では、弱い刺激で活動を開始する閾値の低い活動単位は遅筋で、強い刺激に反応する閾値の高いものは速筋である。

 

 

 

 

 

第53回共通 午後61問

骨格筋の構造で筋収縮時に長さが一定なのはどれか。2つ選べ。

1.A帯
2.H帯
3.I帯
4.Z帯
5.筋節

解答:1,4

解説
1.〇 正しい。A帯は、暗帯ともいい収縮時は変化しない。A帯(暗帯)とは、ミオシンフィラメントがある部分で、アクチンフィラメントと重なり合っている。筋収縮のメカニズム(滑り説)では、アクチンフィラメントがミオシンフィラメント側に滑り込むことで収縮が生じると説明しており、この際に短縮するのはアクチンフィラメントのみの部分であるI帯(明帯)である。
2.× H帯は、短縮する。H帯はA帯中央の明るい部分(ミオシンのみからなる部分)である。
3.× I帯(明帯)は、短縮する。
4.〇 正しい。Z帯は、変化しない。Z帯はI帯(明帯)の中央部分に存在し、アクチンを束ねている。
5.× Z体とZ体の間のことを筋節(サルコメア)といい、収縮時はその間が短くなる

 

 

 

第58回共通 午後61問

61.骨格筋で正しいのはどれか。

1.健常成人では体重の約10%を占める。
2.赤筋線維はミトコンドリア量が少ない。
3.筋疲労の化学的原因は乳酸の蓄積である。
4.神経筋接合部での興奮の伝達は両方向性である。
5.低負荷の運動強度では白筋線維が活性化しやすい。

解答

解説
1.× 健常成人では体重の「約10%」ではなく、約30%を占める。オムロンヘルスケアによれば、標準の男性:32.9〜35.7%、女性:25.9%~27.9%である。これは、骨格筋が全身の筋肉組織の大部分を構成し、動きや姿勢維持に関与しているためである。
2.× 赤筋線維はミトコンドリア量が「少ない」のではなく多い。赤筋線維の特徴は、持久力に優れた筋線維で、ミトコンドリアの量が多く、酸素利用能力が高い特徴がある。一方、白筋線維の特徴は、短時間で高い力(瞬発的な力)を発揮する筋線維で、ミトコンドリアの量が少ない。ちなみに、ミトコンドリアは、ATPの合成を行う。
3.〇 正しい。筋疲労の化学的原因は乳酸の蓄積である。乳酸とは、カラダを動かすエネルギーを作るため糖を分解している際にできる生成物で、その名の通り酸性である。したがって、筋疲労時には乳酸が蓄積し、筋形質中のpHは低下する。
4.× 神経筋接合部での興奮の伝達は、「両方向性」ではなく一方向性である。一方、神経線維の一部を刺激すると、興奮は両方向に伝導する。これを両方向(両側)性伝導という。
5.× 低負荷の運動強度では、「白筋線維」ではなく赤筋線維が活性化しやすい。赤筋線維の特徴は、持久力に優れた筋線維で、ミトコンドリアの量が多く、酸素利用能力が高い特徴がある。一方、白筋線維の特徴は、短時間で高い力(瞬発的な力)を発揮する筋線維で、ミトコンドリアの量が少ない。ちなみに、ミトコンドリアは、ATPの合成を行う。

神経線維の興奮伝導

①絶縁性(隔絶)伝導…1本の神経線維の興奮は、隣接するほかの神経線維を興奮させない。

②不滅衰伝導…興奮は減衰せずに伝わる。

③両方向(両側)性伝導…神経線維の一部を刺激すると、興奮は両方向に伝導する。ただし、シナプスからの出力は原則一方向性である。

④等速伝導…1本の軸索上の興奮は一定の速度で伝導していく。ただし、有髄線維では跳躍伝導が起こる。

 

 

第59回共通 午前62問

62 運動単位で正しいのはどれか。2つ選べ。

1.運動単位には求心性線維が含まれる。
2.筋を徐々に収縮すると大きな運動単位が先に活動を始める。
3.筋が収縮する際に運動単位の数が増加していく過程を動員という。
4.細かい動きが要求される筋は一つの運動ニューロンが支配する筋線維数が多い。
5.一つの運動ニューロンを刺激すると、その支配下にある筋線維が同時に収縮する。

解答3・5

解説

運動単位とは?

運動単位とは、1つの運動神経が支配する筋線維のことである。筋によって支配する線維の数は異なる。
①粗大運動を行う筋:神経支配比が大きく、運動単位は大きい。
②精巧な運動を行う筋:神経支配比が少なく、運動単位は小さい。
ちなみに、神経支配比とは、1つの運動神経が支配する筋線維の数のことをいう。

1.× 運動単位には求心性線維が「含まれない」。運動単位を構成するのは遠心性線維である。
2.× 筋を徐々に収縮すると「大きな」ではなく小さな運動単位が先に活動を始める。通常、小さな運動単位から活動を開始し、ついで閾値の高い大きな運動単位が順次活動していく。これをサイズの原理という。
3.〇 正しい。筋が収縮する際に運動単位の数が増加していく過程を「動員」という。ちなみに、初期における筋力の増加は、中枢神経系の働き(①活動する運動単位の増加や②複数の運動単位の活動との同期化など)によるものが大きいため、筋力強化の初期効果は動員される運動単位が増加することによる。
4.× 細かい動きが要求される筋は一つの運動ニューロンが支配する筋線維数が「多い」ではなく少ない。運動単位当たりの筋線維数は、上腕二頭筋:750、虫様筋:110である。
5.〇 正しい。一つの運動ニューロンを刺激すると、その支配下にある筋線維が同時に収縮する。つまり、1つの運動単位に属する筋線維は同期して興奮する。1つの運動単位とは、①1つのα運動ニューロン、②軸索、③それが支配する筋線維群を指す。したがって、1つのα運動ニューロン(脊髄前角細胞)が活動したとき、この単位に属するすべての筋線維群は同時に収縮する。

運動単位当たりの筋線維数

外眼筋:13
虫様筋:110
前脛骨筋:610
上腕二頭筋:750
側頭筋:930
腓腹筋:1720

 

 

 

第59回共通 午後61問

52 ミオシンフィラメントが存在するのはどれか。2つ選べ。(不適切問題:解3つ)

1.A帯
2.H帯
3.I帯
4.Z帯
5.筋節

解答1・2・5
対応:3通りの解答を正解として採点する。

解説

筋収縮の機序

【筋収縮の機序】
①筋小胞体から放出されたCa2+がトロポニンと結合する。
②ATPエネルギーを利用したミオシンの頭部首振り運動が起こる。
③アクチンフィラメントを引き寄せながらミオシンフィラメント上を滑走して筋収縮が起こる。

【運動による筋疲労によって起こる事象】
①代謝産物の蓄積(乳酸の増加やpHの低下)
②エネルギー供給率の低下(ATP低下、ADP増加、グリコーゲン低下)
③興奮収縮連関不全(筋小胞体へのCa2+取り込み低下)

1.〇 正しい。A帯は、ミオシンフィラメントが存在する。A帯とは、暗帯ともい、ミオシンフィラメントがある部分で、アクチンフィラメントと重なり合っている。ミオシンフィラメントとは、太さ百万分の12ミリというアクチンフィラメントよりやや太い糸で、ミオシンという「頭が2つになったマッチ棒」のような形のタンパク質が200本ほど束になったものである。
2.〇 正しい。H帯は、ミオシンフィラメントが存在する。H帯とは、A帯中央の明るい部分(ミオシンのみからなる部分)である。
3.× I帯とは、明帯ともいい、筋収縮のメカニズム(滑り説)では、アクチンフィラメントがミオシンフィラメント側に滑り込むことで収縮が生じると説明しており、この際に短縮するのはアクチンフィラメントのみの部分であるI帯(明帯)である。
4.× Z帯とは、I帯(明帯)の中央部分に存在し、アクチンを束ねている。
5.〇 正しい。筋節は、ミオシンフィラメントが存在する。筋節とは、サルコメアともいい、Z体とZ体の間のことである。収縮時はその間が短くなる。

 

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【PT/OT/共通】骨格筋の収縮(収縮様式)についての問題「まとめ・解説」

2 COMMENTS

けん

5.× トロポニンが移動して、ミオシンフィラメントではなく、アクチンフィラメントの結合部位が露出する。Ca2+がトロンポニンに結合すると、ATPのエネルギーを利用して、アクチンフィラメントの結合部位が露出し、アクチンがミオシンに引き寄せながら滑走することで筋収縮が起こる。

⭐️トロポニンが移動じゃなくて、トロポミオシンが移動することにより、ミオシンフィラメントの結合部が露出されると思います。

参考文献 
標準理学療法学・作業療法学
生理学 第5版 p.57 骨格筋の収縮メカニズム

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大川 純一

コメントありがとうございます。
ご指摘どおり間違えておりました。
修正致しましたのでご確認ください。
今後ともよろしくお願いいたします。

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