正答4
解説
正解は4です。
骨格筋の収縮過程のうち、ATP(アデノシン三リン酸)の分解エネルギーを直接使う段階を問う問題です。
筋収縮は、活動電位の発生、カルシウムイオンの放出、アクチンとミオシンの結合、ミオシン頭部の首振りの順に進みます。
【選択肢別解説】
1:× 活動電位は、イオンが濃度勾配に従ってチャネルを通ることで発生します。
この過程そのものはエネルギーを直接使いません。
2:× 筋小胞体からのカルシウムイオン放出は、濃度勾配に従ってチャネルから流れ出る受動的な過程です。
エネルギーを使うのは、逆に筋小胞体へ取り込むときです。
3:× ミオシン頭部とアクチンの結合は、カルシウムイオンがトロポニンに結合して結合部位が露出することで起こります。
結合自体にATPは消費されません。
4:○ ミオシン頭部はATPを分解したエネルギーで首を振り、アクチンフィラメントを滑り込ませます。
これが筋収縮の力を生む段階です。
【ポイント】
ATPは、ミオシン頭部の運動と、ミオシン頭部がアクチンから離れるときに必要です。
筋小胞体へのカルシウム再取り込み(弛緩)にもATPが必要で、死後硬直はATPの枯渇で起こります。