# 神経細胞の静止膜電位の維持に最も重要なイオンポンプはどれか。

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> language: ja  
> subject: 神経系

## 問題

神経細胞の静止膜電位の維持に最も重要なイオンポンプはどれか。

## 選択肢

1. カルシウムポンプ
2. ナトリウム-カルシウム交換輸送体
3. プロトンポンプ
4. ナトリウム-カリウムポンプ **✔ 正解**
5. カリウム-カルシウムポンプ

**正解: 4**

## 解説

ナトリウム-カリウムポンプ (Na+/K+ ATPase) はATPを消費してナトリウムイオンを細胞外へ、カリウムイオンを細胞内へ能動輸送する。これにより細胞内のカリウム濃度が高く、ナトリウム濃度が低い状態が維持され、静止膜電位が保たれる。

## 詳細解説

核心解説
この問題は、神経細胞の電気的興奮性の基盤となる静止膜電位 (Resting Membrane Potential)の維持機構を問うています。静止膜電位は、細胞内外のイオン濃度差（特にカリウムイオンの細胞内高濃度）によって生じる電位差であり、その濃度勾配を能動的に維持するポンプの理解が鍵となります。

**正解の根拠 (Answer Rationale)**

最重要！ 正解は④番のナトリウム-カリウムポンプ (Na+/K+ ATPase, Sodium-Potassium Pump)です。このポンプは、ATP（アデノシン三リン酸）をエネルギー源として、細胞内のナトリウムイオン (Na+) を3つ細胞外へ能動輸送し、同時に細胞外のカリウムイオン (K+) を2つ細胞内へ取り込みます。この働きにより、細胞内は高カリウム・低ナトリウム、細胞外は低カリウム・高ナトリウムというイオン濃度勾配が維持され、静止膜電位（約-70mV）が安定して保たれます。

**誤答の分析 (Distractor Analysis)**

①番のカルシウムポンプ (Ca2+ ATPase)は、主に筋小胞体や細胞膜に存在し、細胞内カルシウムイオン濃度を低く保つ役割を担います。筋収縮後の弛緩に重要ですが、静止膜電位の維持には直接的には関与しません。
②番のナトリウム-カルシウム交換輸送体 (NCX, Na+/Ca2+ Exchanger)は、ナトリウムの濃度勾配を利用してカルシウムを細胞外へ排出する二次性能動輸送です。心筋細胞の弛緩などに関与しますが、静止膜電位維持の主役ではありません。
③番のプロトンポンプ (H+ ATPase, Proton Pump)は、水素イオン (H+) を能動輸送するポンプで、胃の壁細胞（胃酸分泌）や細胞内小器官（リソソームなど）の酸性環境維持に働きます。
⑤番のカリウム-カルシウムポンプという名称のポンプは生体内に存在しません。

**関連概念の整理 (Related Concepts)**

混同注意！ 静止膜電位の維持に重要なのはナトリウム-カリウムポンプですが、活動電位の発生（脱分極・再分極）には電位依存性ナトリウムチャネルや電位依存性カリウムチャネルが中心的な役割を果たします。ポンプはチャネルと異なり能動輸送であり、イオン濃度勾配を作り出す土台の役割を担っています。この「ポンプ vs チャネル」の機能分担は頻出です。

概念整理
静止膜電位 (Resting Membrane Potential) は、細胞内外のイオン濃度差によって生じる電位差。ナトリウム-カリウムポンプはATPを消費してNa+を細胞外へ、K+を細胞内へ輸送し、この濃度勾配を維持する能動輸送体。これが活動電位の基盤となる。

一目で比較！

| 輸送体名 | 輸送するイオン | 主な機能 |
| --- | --- | --- |
| ナトリウム-カリウムポンプ | Na+ (外へ) / K+ (内へ) | 静止膜電位の維持 |
| カルシウムポンプ | Ca2+ (細胞内小器官へ / 細胞外へ) | 筋収縮後の弛緩、細胞内Ca2+濃度調節 |
| ナトリウム-カルシウム交換輸送体 | Na+ (内へ) / Ca2+ (外へ) | 心筋・神経細胞のCa2+排出（二次性能動輸送） |

看護過程ポイント
直接的な看護介入はありませんが、この知識は低カリウム血症（Hypokalemia）やジギタリス中毒時の不整脈発生機序（Na+/K+ポンプ阻害）の理解に必須。血清カリウム値 (K+ 3.5-5.0 mEq/L) の異常が神経・筋症状にどう影響するかアセスメントする際の基礎となる。

暗記のコツ
「ナカポン（Na-K Pump）」と覚えましょう。「ナ（Na）」トリウムを外に出し、「カ（K）」リウムを中に入れる。そして、カリウムが細胞内に多いから静止膜電位はマイナス（-70mV）。「3つ出して、2つ入れる」という比率も合わせて覚えると、電気的勾配の理解が深まります。

国試頻出ポイント
「静止膜電位の維持に最も関与するものは？」というストレートな知識問題だけでなく、「低カリウム血症で筋力低下が起こる理由は？」「ジギタリス中毒で不整脈が起こる機序は？」といった応用問題で出題される。また、活動電位の各相（脱分極・再分極）に関わるイオンチャネルとの区別も頻出。

## 臨床シナリオ

臨床実践ガイド
この知識は、臨床で電解質異常（特にカリウム）を抱える患者のアセスメントに直結します。

**臨床シナリオ (Clinical Scenario)**

心不全でフロセミド（ループ利尿薬）を内服中の70歳女性。採血結果で血清カリウム値が 2.8 mEq/L (低値: 基準範囲 3.5-5.0 mEq/L) を示しました。患者は「足がだるくて歩きにくい」と訴え、心電図モニターでU波が出現しています。

**看護介入と判断戦略 (Nursing Intervention & Clinical Judgment)**

1. **観察とアセスメント**: 低カリウム血症により、ナトリウム-カリウムポンプの機能が低下し、神経筋細胞の興奮性が異常に亢進します。結果として筋力低下、不整脈（特に心室性期外収縮）が発生します。バイタルサイン（血圧、脈拍、SpO2）と心電図モニター（U波、ST低下、T波平低）を確認します。
2. **報告と介入**: 医師にSBARで報告（S: 患者の訴え、B: 低K+血症とU波出現、A: 心室性不整脈のリスクあり、R: カリウム補正の指示を仰ぐ）。補正方法は経口または静注（静注は医師の指示の下、急速投与は禁忌：心停止リスク）です。
3. **患者安全**: 筋力低下による転倒リスクを評価し、ベッド柵の使用や歩行補助を提供。不整脈出現時の緊急対応（除細動器の準備、BLS（一次救命処置）の実施体制）を整えます。

看護プロトコル
カリウム補正時の観察項目：心電図モニター継続、静注時の血管外漏出による組織壊死の予防、経口補充時の消化器症状（悪心・嘔吐）の確認。

先輩看護師の一言
「国試では『ナトリウム-カリウムポンプ』という用語がそのまま問われますが、臨床では『この患者のK値が低いと、なぜ危険なのか？』を考える力が問われます。ポンプがうまく働かない→不整脈が出る→患者さんが危険になる。この因果関係を、病態生理とつなげて理解しておくと、実習でも国試でも強いですよ！」

## 重要概念

- **静止膜電位** — 細胞が興奮していない安静時に、細胞膜の内側と外側の間に存在する電位差。神経細胞では約-70mV。
- **ナトリウム-カリウムポンプ** — ATPを消費してNa+を細胞外へ3つ、K+を細胞内へ2つ能動輸送する膜タンパク質。イオン濃度勾配の維持に必須。
- **能動輸送** — ATPなどのエネルギーを消費して、濃度勾配に逆らって物質を輸送する機構。ナトリウム-カリウムポンプが代表例。
- **イオン濃度勾配** — 細胞内外でのイオンの濃度差。静止膜電位や活動電位の発生源となる。
- **活動電位** — 神経細胞や筋細胞が興奮した際に生じる一過性の膜電位の逆転。静止膜電位を基盤として発生する。

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