115A046｜第115回 歯科医師国家試験 過去問

正答

a

この問題のポイント

心筋細胞の静止膜電位を理解するには、細胞内はK⁺が高く、細胞外はNa⁺とCa²⁺が高いというイオン濃度勾配を押さえます。

解説

心筋細胞を含む多くの細胞では、細胞内液に最も多く含まれる主要陽イオンは**K⁺**です。一方、細胞外液ではNa⁺が主要陽イオンです。

この濃度差は、細胞膜のNa⁺・K⁺ポンプによって維持されます。Na⁺・K⁺ポンプはATPを用いて、細胞内のNa⁺を外へ、細胞外のK⁺を内へ移動させます。

静止時の心筋細胞膜はK⁺に対する透過性が比較的高いため、K⁺が濃度勾配に従って細胞外へ流出します。その結果、細胞内が相対的に負となり、静止膜電位が形成されます。

Ca²⁺は筋収縮に不可欠ですが、静止時の細胞質内濃度は極めて低く保たれています。活動電位に伴って細胞内へ流入し、筋小胞体からの放出も加わって収縮を起こします。

ひっかけポイント
「筋収縮で重要なイオン」と「静止時に細胞内濃度が最も高いイオン」は別です。収縮で重要なCa²⁺は、静止時の細胞質内では低濃度です。

選択肢の確認

a．K⁺
正しい。
K⁺は心筋細胞内の主要陽イオンであり、選択肢の中で静止時の細胞内濃度が最も高いイオンです。

b．Cl⁻
誤り。
Cl⁻は主に細胞外液に多い陰イオンです。細胞内の主要陽イオンであるK⁺より濃度は低くなります。

c．Na⁺
誤り。
Na⁺は細胞外液に高濃度で、細胞内ではNa⁺・K⁺ポンプによって低く保たれています。

d．Ca²⁺
誤り。
Ca²⁺は興奮収縮連関に重要ですが、静止時の細胞質内濃度は非常に低く調節されています。

e．Mg²⁺
誤り。
Mg²⁺も細胞内に存在し、ATP利用などに関与しますが、心筋細胞内で最も濃度が高い主要陽イオンはK⁺です。

覚えるポイント

• **細胞内の主要陽イオンはK⁺、細胞外の主要陽イオンはNa⁺**です。
• 静止膜電位は主にK⁺の濃度勾配と膜透過性で決まります。
• Ca²⁺は収縮に重要ですが、静止時の細胞質内濃度は低く保たれます。