松廼屋｜論点解説 薬剤師国家試験対策ノート問107-110【生物】論点：洞房結節細胞 / 自発性活動電位 / 自律神経の影響
第107回薬剤師国家試験｜薬学理論問題 /
問110
一般問題（薬学理論問題）【生物】
問107-110
Q. 図は、洞房結節細胞の自発性活動電位に対する自律神経の影響を示したものである。以下の記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。
選択肢｜
1. 点線から実線への変化は、主にノルアドレナリンのアドレナリンβ1受容体刺激によるものである。
2. 点線から実線への変化は、主にアセチルコリンのアセチルコリンM2受容体刺激によるものである。
3. 点線から実線への変化は、心拍数の減少を表している。
4. 閾値からの急速な脱分極(第0相)は、主に細胞内へのCa2+流入によるものである。
5. 閾値からの急速な脱分極(第0相)は、主に細胞外へのNa+流出によるものである。
こんにちは！薬学生の皆さん。
Mats & BLNtです。
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苦手意識がある人も、この機会に、薬学理論問題【生物】を一緒に完全攻略しよう！
今回は、第107回薬剤師国家試験｜薬学理論問題 / 問110、論点：洞房結節細胞 / 自発性活動電位 / 自律神経の影響 を徹底解説します。
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松廼屋｜論点解説 薬剤師国家試験対策ノート問107-110【生物】論点：洞房結節細胞 / 自発性活動電位 / 自律神経の影響
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このコンテンツの制作者｜
滝沢 幸穂 Yukiho Takizawa, PhD
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設問へのアプローチ｜
第107回薬剤師国家試験の問110（問107-110）では、洞房結節細胞 / 自発性活動電位 / 自律神経の影響 に関する知識を問われました。
論点を整理しておきましょう。
今回、GPT4o にお願いして、論点をまとめてもらいました。
※洞房結節細胞の自発性活動電位に対する自律神経の影響については、あらためて後述の Lectureで徹底解説します。完全攻略を目指せ！
■■GPT4o
総合的な論点
この問題では、洞房結節細胞の自発性活動電位に対する自律神経の影響について評価します。
図では、点線が「変化前」、実線が「変化後」として描かれており、両者の活動電位の変化を観察することで自律神経の作用を理解することがポイントです。
洞房結節（SA node）は
心臓のペースメーカーとして機能しています。
自律神経系の交感神経と副交感神経の影響を受けます。
洞房結節の活動電位:
洞房結節細胞の活動電位は、自律神経によって調節され、心拍数に影響を与えます。
活動電位の発生頻度が増えると心拍数が上昇し、逆に活動電位の発生頻度が減少すると心拍数が低下します。
交感神経の作用:
交感神経の神経伝達物質であるノルアドレナリンは、アドレナリンβ1受容体を介して心拍数を増加させます。
これにより、活動電位の発生速度が上がり、脱分極の傾きが急になります。したがって、図における実線のように活動電位が速く立ち上がることが特徴です。
副交感神経の作用:
副交感神経の神経伝達物質であるアセチルコリンは、アセチルコリンM2受容体を介して心拍数を減少させます。
これにより、活動電位の発生速度が低下し、脱分極が緩やかになります。図における点線がこの状態を示していると考えられます。
活動電位の各相（特に第0相）:
洞房結節細胞の活動電位の第0相（急速脱分極）は、主にCa2+の流入によって引き起こされます。
これは、電位依存性Ca2+チャネルが開くことによって行われるため、一般的な心筋細胞のようにNa+が関与するわけではありません。
図から読み取れるポイント
点線（変化前）:
副交感神経の作用下にある状態で、心拍数が低下し、活動電位の発生頻度が低い状態を示しています。
脱分極の速度も遅いことが特徴です。実線（変化後）: 交感神経の作用下にある状態で、心拍数が増加し、活動電位の発生頻度が高く、脱分極が急速に進行しています。
各選択肢ごとの論点と解法へのアプローチ方法
選択肢1. 点線から実線への変化は、主にノルアドレナリンのアドレナリンβ1受容体刺激によるものである。
論点:
図において、点線は「変化前」、実線は「変化後」を示しており、実線では活動電位の発生頻度が増加していることが分かります。
ノルアドレナリンは交感神経から放出され、アドレナリンβ1受容体を刺激することで心拍数を増加させます（陽性変時作用）。
その結果、活動電位の発生頻度が高まり、活動電位の立ち上がりも速くなります。解法へのアプローチ:
実線の方が活動電位が頻繁に発生していることから、交感神経の作用を示唆しているかどうかを評価します。
選択肢2. 点線から実線への変化は、主にアセチルコリンのアセチルコリンM2受容体刺激によるものである。
論点:
副交感神経から放出されるアセチルコリンは、M2受容体を刺激し、心拍数を減少させます（陰性変時作用）。
図における点線が「変化前」であり、活動電位の発生頻度が実線よりも低いことから、アセチルコリンによる副交感神経の作用が反映されている可能性があります。解法へのアプローチ:
点線が実線に比べて活動電位の発生頻度が低いことから、副交感神経の作用が働いているかを確認します。
選択肢3. 点線から実線への変化は、心拍数の減少を表している。
論点:
心拍数の変化は自律神経の影響によって調節されます。
図における「変化前」の点線は活動電位の発生頻度が低く、「変化後」の実線は頻度が高いことから、実線では心拍数が増加していることが示唆されます。解法へのアプローチ:
図における活動電位の発生頻度の変化を基に、心拍数がどちらで減少しているかを評価します。
選択肢4. 閾値からの急速な脱分極（第0相）は、主に細胞内へのCa2+流入によるものである。
論点:
洞房結節細胞における第0相の急速な脱分極は、Na+ではなくCa2+の流入によって引き起こされます。
電位依存性Ca2+チャネルが開き、Ca2+が細胞内に流入することで、活動電位が急速に進行します。解法へのアプローチ:
洞房結節細胞の活動電位の特性に基づき、第0相においてCa2+が脱分極の主因であることを確認します。
選択肢5. 閾値からの急速な脱分極（第0相）は、主に細胞外へのNa+流出によるものである。
論点:
洞房結節細胞の第0相（急速な脱分極）は、Na+ではなくCa2+の流入によって引き起こされます。
Na+は主に一般的な心筋細胞における脱分極に関与しますが、洞房結節細胞では電位依存性Ca2+チャネルが重要です。解法へのアプローチ:
洞房結節における脱分極のメカニズムを確認し、この選択肢が適切かどうかを科学的に評価します。
楽勝です！
はじめましょう。
薬剤師国家試験の薬学理論問題【生物】から洞房結節細胞 / 自発性活動電位 / 自律神経の影響を論点とした問題です。
なお、以下の解説は、著者（Yukiho Takizawa, PhD）がプロンプトを作成して、その対話に応答する形でGPT4o & Copilot 、Gemini 1.5 Pro、またはGrok 2 (beta) が出力した文章であって、著者がすべての出力を校閲しています。
生成AIの製造元がはっきりと宣言しているように、生成AIは、その自然言語能力および取得している情報の現在の限界やプラットフォーム上のインターフェースのレイト制限などに起因して、間違った文章を作成してしまう場合があります。
疑問点に関しては、必要に応じて、ご自身でご確認をするようにしてください。
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第107回薬剤師国家試験｜薬学理論問題 /
問110
一般問題（薬学理論問題）【生物】
問107-110
Q. 図は、洞房結節細胞の自発性活動電位に対する自律神経の影響を示したものである。以下の記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。
選択肢｜
1. 点線から実線への変化は、主にノルアドレナリンのアドレナリンβ1受容体刺激によるものである。
2. 点線から実線への変化は、主にアセチルコリンのアセチルコリンM2受容体刺激によるものである。
3. 点線から実線への変化は、心拍数の減少を表している。
4. 閾値からの急速な脱分極(第0相)は、主に細胞内へのCa2+流入によるものである。
5. 閾値からの急速な脱分極(第0相)は、主に細胞外へのNa+流出によるものである。
■■GPT4o
生物｜問 107-110
■論点｜洞房結節細胞 / 自発性活動電位 / 自律神経の影響
この問題の論点は、自律神経系の影響による洞房結節細胞の活動電位の変化を特定することです。
特に、交感神経（ノルアドレナリン）および副交感神経（アセチルコリン）の作用が、心拍数や活動電位の発生にどう関わっているかがポイントです。
■解説1｜
点線から実線への変化は、主にノルアドレナリンのアドレナリンβ1受容体刺激によるものである。（選択肢1）[正しい]
ノルアドレナリンは交感神経から放出され、アドレナリンβ1受容体を刺激します。これにより心拍数が増加し、洞房結節細胞の脱分極速度が速まります。この作用は図における「変化後（実線）」の状態に該当し、活動電位の発生頻度が増加しています。
交感神経の作用下では、活動電位の立ち上がりが急になり、次の活動電位までの間隔が短くなります。これが図で示されている実線の特徴です。
閾値からの急速な脱分極（第0相）は、主に細胞内へのCa2+流入によるものである。（選択肢4）[正しい]
洞房結節細胞における第0相（急速脱分極）は、Na+ではなくCa2+の流入によって引き起こされます。
Ca2+チャネルが開き、細胞内にCa2+が流入することで脱分極が進行します。
この特徴的な脱分極のメカニズムは、心筋細胞とは異なり、洞房結節特有の現象です。図において、活動電位の急な立ち上がり（脱分極）は、Ca2+チャネルの作用によるものであるため、正しい選択肢です。
■解説2｜
洞房結節（SA node）は、心臓のペースメーカーとして機能し、自律神経の影響を強く受けます。
交感神経の活性化（ノルアドレナリン作用）は、心拍数を増加させ、脱分極の立ち上がりを速めます（陽性変時作用）。
これが図の「実線」に相当します。
逆に、副交感神経の作用（アセチルコリン作用）は、心拍数を減少させ、活動電位の発生を抑制します（陰性変時作用）。
図の「点線」がこの状態に対応しています。また、洞房結節細胞の第0相の急速脱分極は、Na+の流入ではなく、Ca2+の流入によって生じます。これが他の心筋細胞と異なる点であり、問題文中の選択肢4が正しい理由となります。
■結論｜
正答は、1と4です。
選択肢1と選択肢4が正しい理由は、交感神経の作用によって洞房結節細胞の活動電位が促進されること、そして、洞房結節における脱分極が主にCa2+の流入によるものであることに基づいています。
■補足｜
点線から実線への変化は、主にアセチルコリンのアセチルコリンM2受容体刺激によるものである。（選択肢2）[誤り]
アセチルコリンは副交感神経の神経伝達物質であり、M2受容体を刺激することで心拍数を減少させます。図における「点線（変化前）」のように、活動電位の発生頻度が減少する方向に作用しますが、実線は心拍数が増加しているため、この選択肢は誤りです。
点線から実線への変化は、心拍数の減少を表している。（選択肢3）[誤り]
図における実線では、活動電位の発生頻度が増加していることから、心拍数は増加していると考えられます。したがって、心拍数の減少を示しているという選択肢は誤りです。
閾値からの急速な脱分極（第0相）は、主に細胞外へのNa+流出によるものである。（選択肢5）[誤り]
洞房結節細胞における第0相の脱分極は、Na+の流出ではなく、Ca2+の流入によって引き起こされます。Na+は通常、心筋細胞の脱分極に関与しますが、洞房結節細胞ではCa2+が主要なイオンです。このため、この選択肢は誤りです。
■Lecture
■■GPT4o
論点解説 洞房結節細胞（SA node）の活動電位の発生と自律神経の影響について
洞房結節細胞（SA node）は心臓のペースメーカーとして機能し、心拍数やリズムを制御しています。
洞房結節細胞は、自律神経系（交感神経と副交感神経）の影響を受け、心拍数を調節します。
この活動電位の発生と自律神経の影響について説明します。
1. 洞房結節細胞の活動電位メカニズム
洞房結節細胞の活動電位は、他の心筋細胞とは異なり、特定のイオンチャネルによって発生します。主に以下の段階に分けられます：
緩徐脱分極（第4相）:
洞房結節細胞は、静止状態においてもゆっくりとした脱分極を自然に開始します。これにより膜電位が徐々に上昇し、閾値に到達します。この段階で、Na+の流入とCa2+の流入が関与します。急速脱分極（第0相）:
膜電位が閾値に達すると、電位依存性Ca2+チャネルが開き、Ca2+が細胞内に流入し、急激な脱分極が引き起こされます。再分極（第3相）:
膜電位がピークに達すると、K+チャネルが開き、K+が細胞外に流出し、再分極が進行します。これにより、膜電位は元の状態に戻ります。
2. 交感神経の影響
交感神経は、洞房結節細胞に対してノルアドレナリンを放出し、アドレナリンβ1受容体に結合します。
この受容体は細胞内のcAMPレベルを上昇させ、結果として活動電位の発生が促進されます。
陽性変時作用:
cAMPは、Na+およびCa2+のチャネル活性を促進し、膜電位が閾値に達する速度を速めます。これにより、活動電位の発生頻度が増加し、心拍数が増加します。
図で示された実線（変化後）は、交感神経刺激による心拍数の増加を表しています。作用メカニズム:
交感神経の作用により、洞房結節細胞の脱分極が加速され、閾値により早く到達するため、次の活動電位の発生が早くなります。これにより、心拍数は増加します。
3. 副交感神経の影響
副交感神経はアセチルコリンを放出し、M2受容体に結合します。この受容体の活性化により、cAMPの生成が抑制され、心拍数が減少します。
陰性変時作用:
アセチルコリンは、K+チャネルを活性化し、K+の流出が増加します。これにより、膜電位はさらに低下し、閾値に達するまでの時間が延長されます。図の点線（変化前）は、アセチルコリン作用による心拍数の低下を示しています。作用メカニズム:
M2受容体の活性化によって、洞房結節細胞の再分極が遅くなり、次の脱分極に必要な時間が増加します。この結果、心拍数が減少します。
4. イオンの役割
洞房結節細胞の活動電位において、Ca2+とK+は重要な役割を果たします。
Ca2+:
急速脱分極（第0相）は、主にCa2+の細胞内流入によって引き起こされます。これが活動電位の立ち上がりを担っています。K+:
再分極（第3相）はK+チャネルの開口によるK+の流出によって行われ、膜電位が元に戻ることで次の活動電位の準備が整います。
5. 洞房結節細胞と自律神経の総合的な影響
交感神経と副交感神経は、心拍数の調節において拮抗的に働いています。
交感神経は心拍数を増加させ、副交感神経は減少させます。
これにより、心臓は身体の要求に応じた適切なリズムを維持することができます。
図において、「変化前」の点線は、副交感神経の影響による低い心拍数を示し、「変化後」の実線は、交感神経の影響による心拍数の増加を示しています。
これにより、心臓のリズムが自律神経系によって調整されるメカニズムが視覚的に確認できます。
Ref.
Guyton, A. C., & Hall, J. E. (2011). Textbook of Medical Physiology (12th ed.). Elsevier Saunders.
Berne, R. M., & Levy, M. N. (2008). Cardiovascular Physiology. Mosby.
Hille, B. (2001). Ion Channels of Excitable Membranes. Sinauer Associates.
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問110
一般問題（薬学理論問題）【生物】
問107-110
Q. 図は、洞房結節細胞の自発性活動電位に対する自律神経の影響を示したものである。以下の記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。
選択肢｜
1. 点線から実線への変化は、主にノルアドレナリンのアドレナリンβ1受容体刺激によるものである。
2. 点線から実線への変化は、主にアセチルコリンのアセチルコリンM2受容体刺激によるものである。
3. 点線から実線への変化は、心拍数の減少を表している。
4. 閾値からの急速な脱分極(第0相)は、主に細胞内へのCa2+流入によるものである。
5. 閾値からの急速な脱分極(第0相)は、主に細胞外へのNa+流出によるものである。
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