アセチルコリンが開く扉—筋肉が動く瞬間のイオンの正体

正解は 4 です

問題文：神経筋接合部にあるイオンチャネル型受容体にアセチルコリンが結合すると、あるイオンが筋細胞内に流入する。 このイオンはどれか。

解説：正解は 4 です。神経筋接合部の筋細胞側にはニコチン性アセチルコリン受容体（イオンチャネル型）が存在する。神経終末から放出されたアセチルコリンがこの受容体に結合すると、チャネルが開口し、主にナトリウムイオン（Na⁺）が細胞外から筋細胞内に流入する。これにより終板電位が発生し、脱分極が起こって活動電位が筋線維全体に伝播し、最終的に筋収縮が引き起こされる。

選択肢考察

1. × 1.  塩化物イオン

   塩化物イオン（Cl⁻）はGABA受容体やグリシン受容体などの抑制性シナプス伝達で細胞内に流入し、過分極（抑制）を引き起こす。神経筋接合部での興奮性伝達には関与しない。

2. × 2.  カリウムイオン

   カリウムイオン（K⁺）はニコチン性受容体チャネルを通じて細胞外へ流出する側で、再分極期に重要な役割を果たす。流入する主役のイオンではない。

3. × 3.  カルシウムイオン

   カルシウムイオン（Ca²⁺）は神経終末側で電位依存性チャネルから流入してアセチルコリンの放出を促し、また筋細胞内では筋小胞体から放出されてアクチン・ミオシン相互作用を制御する。神経筋接合部の受容体を介して筋細胞に流入する主イオンではない。

4. ○ 4.  ナトリウムイオン

   ニコチン性アセチルコリン受容体は陽イオン透過性チャネルで、開口時に主にナトリウムイオンが筋細胞内に流入し、終板電位（脱分極）を引き起こす。これが活動電位形成の引き金となる。

神経筋伝達の流れは①神経終末への活動電位到達→②電位依存性Ca²⁺チャネル開口でCa²⁺流入→③シナプス小胞からアセチルコリン放出→④筋細胞のニコチン性受容体に結合→⑤Na⁺流入で終板電位発生→⑥電位依存性Na⁺チャネル開口で活動電位生成→⑦T管・筋小胞体経由でCa²⁺放出→⑧アクチン・ミオシン相互作用で筋収縮、という連鎖反応となる。重症筋無力症ではこの受容体に対する自己抗体ができ伝達が障害される。筋弛緩薬のスキサメトニウム（脱分極性）やロクロニウム（非脱分極性）もこの受容体に作用する。