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骨格筋の神経支配のしくみ・運動単位と国試ポイントこっかくきんのしんけいしはい

骨格筋は中枢神経の指令を受け、運動ニューロンによって収縮します。指令を伝えるのは通常の筋線維を収縮させるα運動ニューロンと、筋紡錘の錘内筋線維を支配するγ運動ニューロンの2種類です。国試では運動単位・神経支配比・神経筋接合部(アセチルコリンとAChE)・筋紡錘(Ia群)とゴルジ腱器官(Ib群)・α-γ連関が繰り返し問われます。

骨格筋の神経支配|骨格筋の神経支配 1
読み方こっかくきんのしんけいしはい
定義骨格筋が中枢神経からの指令を運動ニューロンを介して受け、収縮するしくみ
支配する神経α運動ニューロン(通常の筋線維=錘外筋線維を収縮)、γ運動ニューロン(筋紡錘の錘内筋線維を収縮)
運動単位1つの運動ニューロンと、それが支配する筋線維のまとまり。ニューロンが興奮すると支配筋線維は同時に収縮する
神経支配比1つの運動ニューロンが支配する筋線維数。細かい運動をする筋(眼・指)は小さい、大きな力を出す筋(大腿・上腕)は大きい
神経伝達物質アセチルコリン(ACh)。神経筋接合部で受容体に結合し終板電位を発生、閾値に達すると活動電位→筋収縮
分解酵素AChE(アセチルコリンエステラーゼ)がAChを分解し、刺激が長く残り続けないようにする
感覚受容器筋紡錘=筋の伸び(長さ)を感知・Ia群求心性線維/ゴルジ腱器官(腱受容器)=腱の張力を感知・Ib群求心性線維
国試での狙われ方運動単位の定義、神経支配比の大小、FF型・S型・FR型の特徴、ACh/AChE、Ia群とIb群の区別、α-γ連関、筋緊張の役割

骨格筋を動かす運動ニューロン(α・γ)

骨格筋は自分で勝手に動くのではなく、中枢神経の指令で収縮します。その指令を筋へ伝えるのが運動ニューロンで、α運動ニューロンとγ運動ニューロンの2種類があります。

「収縮=α、センサー調整=γ」と対にして覚えると混同しません。

α運動ニューロンγ運動ニューロン
支配するもの通常の筋線維(錘外筋線維)錘内筋線維(筋紡錘の中)
はたらき骨格筋を収縮させる筋紡錘の感度を調節する
線維の太さ太いα運動ニューロンより細い
関連キーワード運動単位・神経支配比α-γ連関
骨格筋は中枢神経の指令で収縮し、α・γ運動ニューロンが指令を伝える
骨格筋は中枢神経の指令で収縮し、α・γ運動ニューロンが指令を伝える

運動単位と神経支配比

運動単位とは、1つの運動ニューロンと、それが支配する筋線維のまとまりのこと。その運動ニューロンが興奮すると、支配されている筋線維は同時に収縮します。

1つの運動ニューロンが何本の筋線維を支配するかを神経支配比といいます。

「細かい動き=少数支配/大きな力=多数支配」が国試の頻出の対比です。

項目細かい運動をする筋大きな力を出す筋
神経支配比小さい大きい
支配のしかた少数支配(少ない筋線維を支配)多数支配(多くの筋線維を支配)
眼・指大腿・上腕
特徴繊細な調節が可能強い張力を発揮
神経支配比:細かい運動=小さい、大きな力=大きい
神経支配比:細かい運動=小さい、大きな力=大きい

運動単位の種類(FF型・S型・FR型)

運動単位は収縮速度と疲労しやすさで3型に分けられます。

収縮力・疲労主なはたらき
FF型速い収縮強い力/疲労しやすい瞬発運動
S型遅い収縮疲労しにくい持久運動・姿勢保持
FR型速い収縮比較的疲労に強い(中間タイプ)中間的な運動
運動単位の3型:FF型・S型・FR型の特徴整理
運動単位の3型:FF型・S型・FR型の特徴整理

神経筋接合部:アセチルコリンとAChE

運動ニューロンの興奮が筋へ伝わる場所が神経筋接合部です。伝達の流れは次の通り。

放出されたAChはAChE(アセチルコリンエステラーゼ)によって分解されます。これにより刺激が長く残り続けない=収縮が終われるようになっています。「神経筋接合部の伝達物質=アセチルコリン、分解酵素=AChE」はセットで暗記です。

アセチルコリンはAChEで分解され、刺激が止まる
アセチルコリンはAChEで分解され、刺激が止まる

筋の感覚受容器:筋紡錘(Ia群)とゴルジ腱器官(Ib群)

筋の状態をモニターする受容器は2つ。どちらが伸び(長さ)でどちらが張力か、そしてIa群かIb群かが最頻出の識別ポイントです。

受容器場所感知するもの求心性線維主な役割
筋紡錘筋の中筋の伸び(長さ)Ia群求心性線維伸張反射・筋の長さの調節
ゴルジ腱器官(腱受容器)腱の張力Ib群求心性線維筋の過剰収縮を防ぐ・筋緊張の調節
腱受容器=ゴルジ腱器官。張力を感知しIb群求心性線維が関係する
腱受容器=ゴルジ腱器官。張力を感知しIb群求心性線維が関係する

α-γ連関と筋緊張・筋電図

随意運動では、α運動ニューロンとγ運動ニューロンが同時に働きます。これをα-γ連関(α-γ協同活動)といい、筋が収縮して短くなっても筋紡錘の感度が保たれるという重要な意味があります。

筋緊張(トーヌス)とは、骨格筋が安静時でも完全にはゆるまず、ある程度の緊張を保っている状態のこと。

また筋電図(EMG)筋の電気活動を記録する検査で、運動神経の興奮・神経筋接合部の伝達・筋そのものの状態を調べることができます。

α-γ連関:随意運動でαとγが同時に働き、筋紡錘の感度が保たれる
α-γ連関:随意運動でαとγが同時に働き、筋紡錘の感度が保たれる
国試ポイント
① 運動単位=1つの運動ニューロン+それが支配する筋線維。興奮すると支配筋線維は同時に収縮する
② 神経支配比は「細かい運動をする筋(眼・指)=小さい」「大きな力を出す筋(大腿・上腕)=大きい」
③ 運動単位はFF型(速い収縮・強い力・疲労しやすい・瞬発運動)、S型(遅い収縮・疲労しにくい・姿勢保持)、FR型(中間・速い収縮・比較的疲労に強い)
④ 神経筋接合部の伝達物質はアセチルコリン。受容体結合→終板電位→閾値で活動電位→筋収縮。AChEが分解して刺激を止める
⑤ 筋紡錘=筋の伸びを感知・Ia群求心性線維/ゴルジ腱器官=腱の張力を感知・Ib群求心性線維。Ia とIb の入れ替えが定番の引っかけ
⑥ γ運動ニューロンは錘内筋線維を支配し筋紡錘の感度を調節、α運動ニューロンより細い。随意運動でαと同時に働くのがα-γ連関
・ 筋緊張(トーヌス)は安静時も保たれ、姿勢保持・反射性/神経性の調節・体温調節に関係する
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