こんにちは!ねこ太🐈です。
今回は、『筋肉の種類・構造・機能』についてバッチリ克服していきます!
普段、使っているけど‥目で直接見えない部分ですので、イメージしながら‥理解を深めていきましょう!
それでは、国試合格🌸に向けてねこ太🐈と一緒に楽しく勉強していきましょうヽ(*^^*)ノ
自分でノートにまとめるより、参考書に書き込んで勉強していくタイプの人にはレビューブックがすごくオススメです!
ちなみに‥わたしもそういうタイプです♪
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『筋肉の種類・構造・機能』に関する看護師国家試験問題を解いてみよう!
良かったら、力試しと思って‥ぜひ看護師国家試験問題を解いてみてくださいね!
後半の『看護師国家試験問題のねこ太解説』で解き方を解説していきます。
看護師国家試験問題(第103回 午前27問)
骨格筋の収縮について正しいのはどれか。
1.筋収縮のエネルギー源はADPである。
2.収縮力は関節が伸展した状態で最大となる。
3.骨格筋は副交感神経の指令を受けて収縮する。
4.アクチンがミオシン上を滑走して筋収縮が起こる。
看護師国家試験問題(第105回 午前26問)
筋収縮で正しいのはどれか。
1.筋収縮はミオシンの短縮である。
2.アクチンにATP分解酵素が存在する。
3.α運動ニューロンは筋紡錘を興奮させる。
4.筋小胞体からカルシウムイオンが放出される。
第103回追試 午前78問
平滑筋はどれか。
1.心 筋
2.三角筋
3.瞳孔散大筋
4.胸鎖乳突筋
5.大腿四頭筋
では‥この看護師国家試験問題を解くために‥もとい!‥さらに理解を深めるために、これから一緒に楽しく『広げ学習』をしていきましょうヾ(≧∇≦*)/
『広げ学習』とは、気になったことなどを調べながら、広~く・深~く知識を身につけてい学習のことです。(by ねこ太)
↑↑
全部が予想問題だから、初めて出会う問題ばかり!
自分の力試しとか、復習するのにとってもいいかも♪
筋肉の種類
まず始めに‥自分たちの身体にどんな種類の筋肉があるのか勉強していきましょう!
そういえば‥授業で習ったけど、忘れちゃったな‥。
私も試験は丸暗記で何とかなったけど、確かに覚えてないかも‥。
そうだったんですね。
これは国家試験にもよく出ますし、基本的な知識として知っておくと便利ですよ。
とても大切ですので、今からしっかり理解して覚えていきましょう!
骨格筋
骨格筋とは、主に骨に付いている筋肉のことで、収縮することで身体を支えたり、動かす筋肉です。
筋線維(筋細胞)をよく見ると‥円柱型で横紋が見られることから組織としては、『横紋筋』に分類されます。
骨格筋は、複数の筋芽細胞が融合してできた細胞であるため、核を多数もっています。
骨格筋の筋線維(筋細胞)の大きさですが‥
太さは、約0.mm(100μm)で、長さは筋肉の部位によって数cmから数十cmのものまであります。
血液の赤血球はもともと赤芽球という細胞が分化したものですが、
同じように‥筋芽細胞(きんがさいぼう)は、筋線維(筋細胞)の元となる細胞のことです。
『芽』という字には、「これから成長していく」という意味が込められていますね。
そして、ここが一番重要なところですが、骨格筋は体性神経である運動神経から刺激を受けて動きます。
体性神経ってどういうのだったかな‥?
忘れちゃいますよね‥。
ちょっと思い出せるように簡単に復習していきましょう!
私たちの身体には脳や脊髄といった中枢神経から枝分かれした末梢神経が張り巡らされています。
この末梢神経は‥
私たちの意識とは関係なく、自律的に働く自律神経と、
私たちが知覚したり(感覚神経)、意識的に動かせる(運動神経)‥体性神経
の2つがあります。
骨格筋は私たちが意識的に動かせる筋肉なので、「意に随(したが)う」ということから『随意筋』と言われます。
また骨格筋は、自分の身体を動かしてみれば分かるように強い力を出すことができますが、他方で疲労しやすいという欠点もあります。
私も運動していると疲れるけど‥ご飯を食べて腸が動いていても確かに疲れたりしないかも。
内臓筋
次は‥心筋を飛ばして、先に内臓筋について勉強していきましょう!
内臓筋は、骨格筋と対照的な筋肉なので‥そういった視点で覚えていくと理解して覚えやすいです。
内臓筋は、名前の通り‥血管や腸管といった内臓にある筋肉です。
内臓にある筋肉は、私たちの意識で動かしたりできるかというと‥できません。
確かに‥血管を収縮させるのも、腸の蠕動運動も自分の意思ではできないわね‥。
という事は‥自律神経に支配されているってことで、「意に随(したがわ)ない」から‥不随筋ですね!
その通りです。
骨格筋では脳から指令が言って運動神経が興奮することで、筋収縮が起こります。
それに対して、腸管などの一部の内臓筋では自分たちで独自の神経系があって、自律神経はそこに働きかけて、促進や抑制をしています。
内臓筋は組織型としては、平滑筋と言われるもので、先程の横紋筋と違って、平べったい紡錘形をしており、核は1つしか持ちません。
大きさは、直径4~8μm、長さ20~100μmで骨格筋の1/10の厚さで、短い筋肉と言えます。
内臓筋は、骨格筋と比べて収縮力は弱いですが、疲れにくいという特性を持っています。
心筋
最後に心筋です。
心筋は、ちょうど骨格筋と内臓筋の中間のような筋肉で、骨格筋と同様に横紋筋でありながら、内臓筋のように自律神経による支配を受けています。
横紋筋だから随意筋かと思ったけど‥実際には自律神経による支配を受けている‥不随意筋なのね!
それと‥心筋は骨格筋のように力強く収縮する一方で、平滑筋のように疲労しにくいという性質を持っています。
へぇ~横紋筋と平滑筋の良い所取りをしているような‥面白い筋肉ですね!
心筋は組織型としては、横紋筋ですが、骨格筋の横紋筋とは少し違った構造をしています。をしており、核は1つしか持ちません。
筋肉の構造
筋肉には、いま勉強してきたように骨格筋、心筋、内臓筋とありますが、どれも筋肉であるため、収縮するための基本的な構造は同じです。
どのような構造かというと‥アクチンとミオシンによる筋原線維をもっていることです。
骨格筋を例に挙げて筋肉の構造を学んでいきましょう。
骨格筋の構造
骨格筋の表面は筋膜という薄い白っぽい膜で覆われています。
これを『筋膜』といいます。
筋膜はコラーゲン線維でできており、筋肉がバラバラにならないように適切な位置に固定する役割があります。
骨格筋の横断面を見てみると、多数の束があります。
その束1つ1つを『筋線維束(筋束)』といいます。
また筋束の横断面を見ると‥さらにいくつかの細い線維でできていて、それを『筋線維』といいます。
この筋線維が‥実は『筋細胞』です。
そして‥『筋線維(筋細胞)』の中には‥伸縮するための構造である『筋原線維』というものが入っています。
なるほど‥筋肉⇒筋線維束⇒筋線維⇒筋原線維の順番なんですね。
筋原線維って、どれだけ小さいんだろう?
良い疑問ですね~!実感として覚えると記憶にも残りやすいですよね。
骨格筋の筋線維(筋細胞)の太さが約100μmでしたが‥筋原線維の太さは、約1μmで、筋細胞内にギッシリ詰まっています。
まさに‥ミクロの世界ですね!
ヒトの身体っておもしろ~い♪
そう思えるのも、ナス美さんの強みですね!
筋原線維の構造
筋線維の中にある筋原線維は、細いフィラメントの『アクチン』と太いフィラメントの『ミオシン』という収縮性のタンパク質が上の図のように規則的に並んでできています。
フィラメントとは、細長い糸状のものをいいます。
筋肉にみられる横紋で‥
ミオシンが並んでいる暗い部分を『A帯』、
ミオシンが重なっていない部分を『I帯』、
『I帯』の中央部分にある暗い線のような部分を『Z帯』
といいます。
なんかアルファベットがいろいろ出てくるけど、覚えにくいな‥。
そうなんですよね‥。
このアルファベットは、学術用語の頭文字をとっているので余り馴染みにくいかもしれません。
I帯⇒isotropicは「等方性」という意味を持つ光学用語で、明るい部分を指す。
A帯⇒aisotropicは「異方性」という意味を持つ光学用語で、暗い部分を指す。
Z帯⇒betweenを意味するドイツ語のzwitterを意味する用語で、境界線を指す。
わたしは、明るいという意味の『bright』の『I』、暗いという意味の『dark』の『a』、そしてZ線については、ギザギザの形がZのように見えることから、『Z』を覚えています。
『Z帯から次のZ帯までの部分』が連続して続いていくことになるので、この部分が筋原線維の最小単位となります。
これを筋節(サルコメア)と言います。
そう言えば‥指の骨も1つ1つ『指節』といったから‥同じ様な感じですね。
また太いミオシンフィラメントの中央にはミオシンを固定している部分があり、それを『M線』と言います。
ミオシンの中央の線か‥。
そう言えば‥正中線のことを『midline』というから、それで覚えてもいいですね。
そうですね。
英語では、真夜中を『midnight』、真ん中を『middle』と言うように、『mid』は『半ば』を意味する接頭語なので、もともとのM線もそういった所からきているのかもしれませんね。
他にも‥『H帯(henzen’s zone)』などもありますが、医師や理学療法士レベルの内容になってくるので、ここではこのくらいにしておきましょう!
興味のある方はぜひもっと深~く勉強するのも‥もちろん◎です♪
筋肉の機能
筋肉の機能は収縮運動をすることです。
では、どのような機序で収縮するのかをまず考えてみましょう。
骨格筋を例にすると‥大きな流れとして、まず脳からの指令が運動神経を介して、骨格筋に伝わります。
その時の神経伝達物質は『アセチルコリン』です。
運動神経が骨格筋に接合している部分を、『神経筋接合部』と呼びます。
運動神経から『アセチルコリン』が分泌されて、筋肉が収縮します。
そうすると細胞膜において活動電位が発生し、横行小管(おうこうしょうかん)(※T管ともいう)を通って、滑面小胞体へ刺激が伝えられます。
そうすると‥筋小胞体からカルシウムイオンが細胞内へ放出されます。
カルシウムイオンが筋原線維に働きかけ、エネルギーを使って収縮します。
なるほど~。
そういった流れがあるんですね!
う~~ん、でもカルシウムイオンがアクチンとかミオシンにどう働くのかな?
学校の授業ではチンプンカンプンだったな‥。
そうですね!
ここから、もう少し詳しく勉強していきましょう。
ちょっと難しい部分ですが、イメージしながら覚えていきますよ♪
滑り込み説
普段は、ミオシン頭部はアクチンにくっつくことはできないようになっていますが‥
筋肉が収縮するとき、まずミオシン頭部はアクチンにくっつき、その後‥頚部を曲げてアクチンを自分たちの方に引っ張り込むことで、短縮します。
なぜミオシン頭部はアクチンにくっつくことはできないのかというと‥
トロポミオシンがアクチンに巻き付いているからです。
またトロポミオシンが巻き付くように指示しているのが‥トロポニンという物質です。
では‥どのようにミオシン頭部がアクチンにくっつくかというと‥
ここで、先程のカルシウムイオンがでてきます。
カルシウムイオンがトロポニンにくっつくことで、トロポミオシンが緩んでアクチンから離れます。
その隙に‥ミオシン頭部がアクチンにくっつきます。
ミオシンにはATPを分解する酵素があるので‥
ミオシン頭部において、ATP(アデノシン三リン酸)がADP(アデノシン二リン酸)に変換されてエネルギーを発生させることで、ミオシン頚部を曲げて、アクチンを引き込む訳です。
トロポニンとか、トロポミオシンとか似ててよく分からなかったけど‥ミオシンがアクチンに近づけさせないようにしていた黒幕は‥トロポニンだったのね!
わたし生物が苦手で‥高校のときもATPとかADPってよく分からなかったの‥。
ATPはエネルギーの塊のようなもので‥ATP⇒ADP⇒AMPとなるにしたがってリンがはずれて、エネルギーが発生します。
ちなみに‥Tは『tri-(トリ)』は3、Dは『di-(ジ)』は2、Mは『mono-(モノ)』は1を意味する接頭語で、リンの数を表しています!
以上、筋肉が収縮するアルゴリズムを勉強してきましたが、このような考え方を「滑走説(滑り説)」といいます。
まだ説なんですね。
てっきり解明されているのかと思いまいした‥。
目に見えない領域だけに‥まだハッキリとは証明されていない訳です。
ただ現在では最も有力な説なので、証明されるのもそんなに遠い未来ではないかもしれませんね‥。
↑↑
勉強して疲れたら‥やっぱチョコレートで糖分補給♪
わたしは‥濃いカカオのビターテイストがやっぱり好きかな~。
看護師国家試験問題のねこ太解説
では、今まで学んできた知識を元に、はじめにみた看護師国家試験問題を解いていきましょう♪
よ~し、苦手な分野だったけど、しっかり勉強できたし、頑張って解いてみよう♪
看護師国家試験問題(第103回 午前27問)
骨格筋の収縮について正しいのはどれか。
1.筋収縮のエネルギー源はADPである。
2.収縮力は関節が伸展した状態で最大となる。
3.骨格筋は副交感神経の指令を受けて収縮する。
4.アクチンがミオシン上を滑走して筋収縮が起こる。
「1.筋収縮のエネルギー源はADPである。」
え~っと、ADPは「di(ジ)」だから‥アデノシン二リン酸。
リンが3つついている‥アデノシン三リン酸(ATP)で筋肉は収縮するから‥ADPじゃない!
「1」は「✖」です。
「2.収縮力は関節が伸展した状態で最大となる。」
え~~~っと、こんなのやったかな‥!?
え~~、ごめんなさい!
勉強していないです。
でも‥諦めずに考えてみましょう。
腕を曲げるとき、まっすぐ伸ばした状態の方が力が入りやすいのか‥!?
それとも、半分くらい曲げた状態の方が力が入りやすいのか‥?
曲げた状態の方が力が入りやすいかも!
そうなんです。
直感的にも分かりやすいですね~。
では‥ちょっと論理的にも考えてみましょう。
収縮する前の段階では、中央部分に近いミオシン頭部はアクチンにくっつくことができません。
そのため、少し収縮して‥全部のミオシン頭部がアクチンにくっつくようになった段階がもっとも力を出すことができる訳です。
直感と理屈と両方押えておくと、忘れにくいですね!
「2」は「×」です。
「3.骨格筋は副交感神経の指令を受けて収縮する。」
骨格筋は、運動神経からの刺激を受けて収縮するので、自律神経ではないです。
「3」は「×」です。
「4.アクチンがミオシン上を滑走して筋収縮が起こる。」
ミオシンがアクチンを引き込む訳だから‥正しいですね!
「4」は「〇」です。
ということで、答えは「4」です。
看護師国家試験問題(第105回 午前26問)
筋収縮で正しいのはどれか。
1.筋収縮はミオシンの短縮である。
2.アクチンにATP分解酵素が存在する。
3.α運動ニューロンは筋紡錘を興奮させる。
4.筋小胞体からカルシウムイオンが放出される。
「1.筋収縮はミオシンの短縮である。」
これは違いますね。
滑走説だと‥ミオシンがアクチンを引っ張り込む形で筋肉が収縮することになっています。
そのため、ミオシンはもちろん‥アクチンも短縮することはありません。
なので、「1」は「×」です。。
「2.アクチンにATP分解酵素が存在する。」
アクチンだったかな‥ミオシンだったかな‥!?
迷いますよね‥。
わたしは、「あいうえお‥」のように、
筋節(サルコメア)も「アクチンーミオシンーアクチン」なので‥「ア」で始まると覚えています。
なので、真ん中のミオシンに「ミオシン頭部」がついています。
よって、「2」は「×」です。
「3.α運動ニューロンは筋紡錘を興奮させる。」
う~~んっと、α運動ニューロンは筋線維を収縮させるから‥これは〇ですね。
ちょっと待って、筋紡錘って‥筋線維のことなのかな?
ナス美さん‥良い気づきですね。
これも‥勉強していなかったですね‥ごめんなさい。
少し専門的な話になる所なので‥余り深いところまでは勉強する必要はありません。
でも‥本質的に重要な所は今から押えていきましょう♪
実は‥筋紡錘というのは筋線維とは別もので、筋肉の伸び縮みを感知する感覚受容器です。
紡錘とは‥糸をつむぐための道具ですが、それと同じ様な形をしています。
骨格筋自体も全体としては紡錘形をしているので、紛らわしいですが‥。
筋紡錘は運動するための筋肉ではないですが‥γ運動神経(ニューロン)がつながっていて、筋肉が伸び縮みする度に、それに合わせて縮んだりしています。
直接、運動に関わるのはα運動神経(ニューロン)で、筋線維(筋細胞)につながっています。
なので、「3」は「×」です。
「4.筋小胞体からカルシウムイオンが放出される。」
運動神経からの刺激が細胞膜の活動電位を起こし、それが横行小管(T管)を通って、筋小胞体を刺激してカルシウムイオンを放出させていましたね。
なので‥「4」は「〇」です。
ということで、正解は、「4」です。
第103回追試 午前78問
平滑筋はどれか。
1.心 筋
2.三角筋
3.瞳孔散大筋
4.胸鎖乳突筋
5.大腿四頭筋
これは解けそうだぞ~。
「1.心 筋」
心筋は、心臓の筋肉ですので、骨格筋と同じ「横紋筋」です。
骨格筋と違うのは網目状に配列していて、ギャップ結合をしている点でしたね。
「1」は「×」です。
「2.三角筋」
三角巾は肩関節にある骨格筋でしたので、平滑筋ではありません。
「2」は「×」です。
「3.瞳孔散大筋」
ど‥瞳孔散大筋ね~。
あきらめちゃいけなかったな‥う~~んっと‥。
瞳孔の大きさは自分の意思では変えられないから、平滑筋かな‥。
そうだね!
すご~い。
「3」は「〇」です。
一応、他の選択肢もみていきましょう♪
「4.胸鎖乳突筋」
胸鎖乳突筋は頚部にある努力呼吸で使われる筋肉の一つですので‥骨格筋です。
「4」は「×」です。
「5.大腿四頭筋」
大腿四頭筋は‥きっと骨格筋なんだろうけど、どこの筋肉だったかな?
その探求心、いいですね~。
大腿四頭筋は大腿部前面にあって、膝関節を伸展させたり、股関節を屈曲させる筋肉です。
ちなみに‥大腿四頭筋は人体で最も大きい筋肉です。
ということで、「4」は「✖」です。
さいごに♪
長くなってしまいましたが、最後までお読みいただき、ありがとうございました!
筋肉の機能は、専門的な所に行き過ぎると‥かなり複雑です。
中核的な考え方をまずはマスターして、そこに関連する用語を1つ1つ覚えていきましょう。
耳慣れない用語も出てくるので、忘れたら‥「また覚えるぞ!」の気持ちでいきましょう。
まずは看護師国家試験の合格🌸に向けて、これからも一緒にがんばっていきましょうo(*^▽^*)o
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