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運動神経と骨格筋についての質問
- 運動神経と骨格筋についての質問です。アセチルコリン受容体の存在場所や、ミオシン頭部とアクチンフィラメントの結合と解離、弛緩時のATP利用についての疑問です。
- アセチルコリン受容体は神経組織と運動神経終末の両方に存在するとされていますが、運動神経の細胞膜ではなく筋繊維の細胞膜に存在する正しい情報が示されています。
- ミオシン頭部とアクチンフィラメントは結合と解離を繰り返しながら動いており、ミオシンはアクチンフィラメント上をすべり説いて収縮が起こる仕組みです。弛緩時にもATPのエネルギーを利用します。
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(1)について アセチルコリン受容体は、もちろん運動神経の樹状突起や神経細胞体には存在していますが、神経終末にも存在するのでしょうか。その辺の最新情報については寡聞にして初耳なのでよく分かりません。 高校の生物の問題という事を考え、題意を推定すると、運動神経終末と筋細胞膜の間のシナプスでの、興奮の伝達を問題にしているのだと思います。運動神経内を、活動電位の生じている部位の移動である「伝導」によって伝わってきた興奮が神経終末に達すると、シナプス小胞からシナプス間隙にアセチルコリンという神経伝達物質が放出され、筋細胞膜側に存在する受容体によって感受されて興奮が一方通行で「伝達」され筋収縮につながる。その辺の理解を問う問題なのでしょう。従って、（高校生物レベルでは）アセチルコリン受容体は、伝達される側の筋細胞膜にのみ存在するというのが正解なのです。 (2)について おっしゃるとおりだと思います。結合と解離を繰り返して少しずつ滑り込んでいるのです。 (3)について 滑り込みに関しては、収縮時のみATPを消費します。弛緩時に積極的にATPを消費して滑り込んだ筋原繊維を引き出して元に戻すという事はしていません。 弛緩にATPが関係するのは別の部分です。 筋細胞内では筋原繊維を筋小胞体という袋が取り囲んでおり、弛緩時には細胞質内のカルシウムイオンを能動輸送で筋小胞体内に取り込み貯蔵しています。その結果、弛緩時には筋細胞の細胞質内にはカルシウムイオンがほとんどない状態になっています。 筋収縮とは、この筋小胞体に取り込まれたカルシウムイオンが、運動神経から伝えられた活動電位によって筋細胞質内に放出され、それがスイッチとなってアクチンとミオシンが結合し、滑り込みが起こる事によって発生する現象です。運動神経からの活動電位が来なくなると、筋細胞質内に存在するカルシウムイオンが再び能動輸送によって筋小胞体内に能動輸送（このときにATPを消費します）され、筋細胞質内のカルシウムイオンがほとんどなくなるとアクチンとミオシンの結合がはずれ、筋収縮の作用が消失します。これが筋弛緩ということです。 弛緩した筋肉が伸びるのは、他の筋肉の収縮の作用で伸ばされるからで筋肉自体に元の長さに伸長する働きはありません。
お礼
と～～～～ってもわかりやすい説明に感動いたしました。komoriguma さんに参考書の解説をつくっていただきたかったぐらいです（笑） ありがとうございました。