第5章：解剖学・運動生理学の基礎

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Q141骨粗鬆症（osteoporosis）の予防に最も効果的な運動の組み合わせはどれか。

A. 水泳とサイクリング（週5日以上）

B. 荷重運動（ウォーキング・ランニング）とレジスタンストレーニングの組み合わせ

C. スタティックストレッチングのみ

D. ヨガとピラティスのみ

正答: B
骨粗鬆症の予防・改善には骨への機械的ストレスが必要で、荷重を伴う運動（ウォーキング・ランニング・ジャンプなど）と高負荷のレジスタンストレーニングの組み合わせが最も効果的である。水泳・サイクリング（a）は骨への荷重が少なく効果は限定的。ストレッチング（c）やヨガ（d）も柔軟性・バランス向上には有効だが、骨密度に対する直接的効果は低い。

Q142肘関節の構成骨と主要な靭帯の組み合わせで正しいものはどれか。

A. 橈骨・尺骨・手根骨；橈側側副靭帯・尺側側副靭帯

B. 上腕骨・橈骨・尺骨；内側（尺側）側副靭帯・外側（橈側）側副靭帯・輪状靭帯

C. 上腕骨・橈骨・手根骨；前十字靭帯・後十字靭帯

D. 肩甲骨・上腕骨・橈骨；肩峰下靭帯・烏口肩峰靭帯

正答: B
肘関節は上腕骨（humerus）・橈骨（radius）・尺骨（ulna）の3骨で構成される複合関節であり、腕尺関節（蝶番関節・屈伸）、腕橈関節（球関節的・屈伸＋回旋）、上橈尺関節（車軸関節・回内外）からなる。主要靭帯として内側（尺側）側副靭帯（投球障害に関連）、外側（橈側）側副靭帯、橈骨頭を固定する輪状靭帯がある。

Q143脊柱の椎間板（intervertebral disc）の構造と機能として正しいものはどれか。

A. 2つの椎骨の棘突起間をつなぐ靭帯で、屈曲を制限する

B. 中央部の髄核と周囲の線維輪で構成され、衝撃吸収と可動性の付与を担う

C. 硝子軟骨のみで構成され、血管が豊富に存在する

D. 頸椎・胸椎・腰椎の全区分に等しい厚さで存在する

正答: B
椎間板はゼラチン状の髄核（nucleus pulposus）を多層の線維軟骨（線維輪：annulus fibrosus）が囲む構造で、脊柱の衝撃吸収と可動性（屈伸・側屈・回旋）を担う。椎間板ヘルニアは線維輪の破綻により髄核が後方に逸脱した状態。椎間板は成人では無血管性で栄養は拡散による。腰椎の椎間板が最も厚く、胸椎が最も薄い。

Q144α運動ニューロンとγ運動ニューロンの違いとして正しいものはどれか。

A. α運動ニューロンは感覚情報を伝達し、γ運動ニューロンは運動指令を出す

B. α運動ニューロンは錘外筋線維（骨格筋の主体）を支配し、γ運動ニューロンは錘内筋線維（筋紡錘内）を支配して筋紡錘の感度を調整する

C. α運動ニューロンとγ運動ニューロンは同じ機能を持つ

D. α運動ニューロンは自律神経で、γ運動ニューロンは体性運動神経である

正答: B
α運動ニューロン（大型・速い伝導速度）は錘外筋線維（extrafusal fibers：筋力発揮を担う通常の筋線維）を支配する。γ運動ニューロン（小型・遅い伝導速度）は筋紡錘内の錘内筋線維（intrafusal fibers）を支配し、筋全体の収縮状態に応じて筋紡錘の長さと感度を調整（γ運動ニューロン共収縮）する。これにより全ての筋長で伸張反射が適切に機能する。

Q145有酸素トレーニングと無酸素トレーニングの代謝適応の比較として正しいものはどれか。

A. どちらも筋グリコーゲン貯蔵量を等しく増加させる

B. 有酸素トレーニングはミトコンドリア密度と脂質代謝酵素を増加させ、レジスタンストレーニングは主に筋横断面積・筋グリコーゲン・解糖系酵素を増加させる

C. レジスタンストレーニングのみがVO₂maxを向上させる

D. 有酸素トレーニングは筋肥大に、レジスタンストレーニングはVO₂max向上に適している

正答: B
有酸素トレーニングの代謝適応：ミトコンドリア数・大きさ増加、酸化酵素（クエン酸合成酵素等）活性向上、脂肪酸酸化能力向上、毛細血管密度増加→VO₂max向上。レジスタンストレーニングの代謝適応：筋線維径増加（筋肥大）、筋グリコーゲン貯蔵量増加、解糖系酵素（LDH等）活性向上、PCr貯蔵量増加。

Q146筋力トレーニングの急性ホルモン反応において「テストステロン/コルチゾール比（T/C比）」が意味することとして正しいものはどれか。

A. T/C比はエネルギー代謝効率を示す指標

B. T/C比は同化/異化バランスの指標であり、高い方が筋タンパク質合成に有利

C. T/C比はVO₂maxと直接比例する

D. T/C比はトレーニング初心者にのみ意味を持つ

正答: B
テストステロン（同化ホルモン：筋タンパク質合成促進）とコルチゾール（異化ホルモン：タンパク質分解促進）の比（T/C比）は、身体の同化/異化状態のバランスを反映する。T/C比が高い（テストステロン優位）ほど筋タンパク質合成環境が有利である。過度のトレーニングや不十分な回復ではコルチゾールが上昇してT/C比が低下し、オーバートレーニング症候群の指標となる。

Q147等張性収縮（isotonic contraction）において、筋が最大の力を発揮できる関節角度として正しい概念はどれか。

A. 筋が完全に短縮した状態（最短）で最大の力を発揮する

B. 筋長－張力関係において、最適な筋節（サルコメア）長（静止長付近）で最大の力発揮が可能

C. 筋が完全に伸展した状態で最大の力を発揮する

D. どの関節角度でも発揮できる力は一定である

正答: B
筋の長さ－張力関係（length-tension relationship）によれば、サルコメアが最適長（静止長付近：アクチン・ミオシンの重複が最大で横橋形成が最も多くなる長さ、約2.0〜2.2μm）にある時に最大の能動的張力が発揮される。筋が過剰に短縮または伸張した状態では横橋形成数が減少し、発揮力が低下する。これがトレーニングにおける関節角度の重要性の根拠である。

Q148呼吸器系において肺胞（alveoli）の構造的特徴としてガス交換効率を高める要因として正しいものはどれか。

A. 厚い壁と少ない表面積

B. 非常に薄い壁（I型肺胞上皮細胞）・非常に大きな総表面積（約70〜100m²）・豊富な毛細血管網

C. 豊富な平滑筋による拡張・収縮能力

D. 粘液分泌による湿潤環境の維持

正答: B
肺胞は約3億個存在し、直径0.2〜0.3mmの気嚢構造で、総表面積は約70〜100m²（テニスコートの半分程度）に達する。壁は一層の薄い上皮細胞（I型：ガス交換・II型：サーファクタント産生）と豊富な毛細血管で構成され、肺胞-毛細血管膜は約0.5μmと非常に薄い。これらにより効率的なガス交換が可能となる。

Q149グルカゴンとインスリンの拮抗作用について、運動中の正しい説明はどれか。

A. 運動中はインスリン分泌が増加し、血糖を低下させる

B. 運動中はインスリン分泌が低下し、グルカゴン分泌が増加することで肝グリコーゲン分解・糖新生が促進され、活動筋へのグルコース供給が維持される

C. 運動中はインスリンとグルカゴンの両方が等しく増加する

D. 運動中、肝臓からのグルコース放出は完全に停止する

正答: B
運動中は筋収縮による糖利用増大と交感神経系の活性化により、インスリン分泌が低下（膵β細胞の抑制）し、グルカゴン分泌が増加（膵α細胞の促進）する。グルカゴンは肝臓でのグリコーゲン分解（グリコゲノリシス）と糖新生を促進して血中グルコースを維持する。またカテコールアミンも肝臓・筋のグリコーゲン分解を促進する。この協調作用により、長時間の運動でも血糖が維持される。

Q150NSCA-CPTとして、クライアントの「筋肥大」を目的としたトレーニングプログラム設計において、生理学的根拠として最も適切なものはどれか。

A. 1RMの90〜100%の高強度・低回数でのみ筋肥大が起こる

B. メカニカルテンション・メタボリックストレス・筋損傷の3つのメカニズムを考慮し、67〜85%1RM・6〜12回・複数セット・短〜中等度の休息時間が最も効果的な範囲とされる

C. 40%1RM以下の低強度では一切筋肥大は起こらない

D. 筋肥大はトレーニング強度のみで決まり、栄養やホルモン環境は無関係である

正答: B
NSCA-CPT第3版では、筋肥大を目的とした場合、負荷は67〜85%1RM（6〜12回）、複数セット（3〜6セット）、休息時間60〜90秒が推奨されている。これはメカニカルテンション（中〜高負荷）、メタボリックストレス（短い休息による代謝産物蓄積）、筋損傷（特にエキセントリック相）の3つのメカニズムを最大化する範囲である。なお近年の研究ではより低負荷（30〜50%1RM）でも高回数・オールアウトにより筋肥大が起こることが示されているが、中〜高強度域が最も効率的とされる。

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