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筋肉の構造知ってる?マニアックなお話

こんにちは!
理学療法士のしゃけさんです!

今回はマニアックな筋肉の構造についての記事を書いてみました!
需要があるのかも分かりませんが、興味がありましたら読んでスキしていってください👍


筋肉のマクロ解剖


骨格筋は筋線維結合組織からなる。
筋線維はそこに分布する神経とともに収縮機構を担い、結合組織は筋収縮中に個々の筋を結びつけ、毛細血管や神経組織も含む。結合組織は筋線維による収縮を関節運動に変化させる役割をもつ。筋線維の両端は、腱もしくは随様の筋膜に付着し、筋腱接合部とよばれる。
個々の筋線維は筋内膜筋周膜筋外膜という3つの結合組織によって連結している。このうち、筋内膜(基底膜)が第1の構成要素であり、筋線維を包み込んでいる。次が筋周膜であり、10~2,300の筋線維をまとめることで筋線維束を構成する。最後に筋外膜があり、筋線維束からなる筋腹すべてを取り囲み、非常に強く分厚いものである。

骨格筋と結合組織

筋肉のミクロ解剖

筋節(サルコメア)

サルコメアの特質は,力の生成と素早い運動である。
サルコメアは細いフィラメント(アクチンおよび関連タンパク質)と太いフィラメント(ミオシンおよび関連タンパク質)からなり、筋線維と並行して走行している。
サルコメアはZ線とよばれる細い暗い線によって区切られ、各Z線は隣接するサルコメア間に存在する明るいI帯を分割する。サルコメアの中央には太いフィラメントから構成される密度の高いA帯が存在し、その中心に明るいH帯がある。H帯の中央にはM線があり、H帯を2分する。細いフィラメントはZ線において横方向の連結があるが、M線には連結していない。

太いフィラメント

太いフィラメントは主にミオシンタンパク質からなる。ミオシンはアデノシン三リン酸(ATP)を加水分解する酵素(頭部)構造たんぱく質(尾部)からなり。その他の非ミオシンタンパク質も含まれる。非ミオシンタンパク質の1つがミオシン結合タンパク質Cであり、アクチン・ミオシン複合体によって産み出される力の調節にかかわる。ミオシン結合タンパク質Cはタイチンに関連して発見され、サルコメア内のA帯を横切るように位置している。巨大な弾性タンパク質であるタイチンは太いフィラメントに沿ってZ線まで延びており、A帯の半分が確実に均一な力を生成するように働いている。
発生学的にタイチンはミオシンフィラメントの正確な長さや配列を定める型の役目があると考えられている。また、M線にはミオメシン、オブスクリンが存在する。ミオメシンはM線サルコメア内の歪みセンサーとして働き、オブスクリンはサルコメア周辺の筋小胞体ネットワークの位置を調整するように働くと考えられる。ミオメシンおよびオブスクリンは、タイチンとともにM線でミオシンフィラメントと三次元的に結合する 。クレアチンキナーゼもM線内に存在してミオシンフィラメントに結合し、サルコメア内の迅速なATP供給に対応している。

筋節(サルコメア)
フィラメント構造

細いフィラメント

細いフィラメントはアクチンが重合して構成され、収縮機構の主要な部分となる。太いフイラメントと同様に細いフィラメントも収縮を容易にするため、種々のタンパク質と関連している。最も重要なのはトロポニントロポミオシンであり、トロポミオシンはアクチンを安定させ.カルシウム受容体であるトロポニンをフィラメント上に位置させる足場となる。
脱分極によってカルシウムイオンが放出され、トロポニンに結合するとトロポニンとトロポミオシンの構造が変化し、アクチンフィラメント上のミオシン結合部位が現れる。そこにミオシンフィラメントが結合することで筋収縮のきっかけとなる。ネブリンはタイチン同様、細いフィラメントの構造維持の役割を担う。トロポモジュリンはアクチンの端に位置するタンパク質で、収縮に必要なアクチンの長さを調節している。

トロポニンとトロポミオシンのイメージ

Z線

Z線は非平行なアクチンを規則的な横の配列とし、筋原線維の配列に合わせてサルコメア間を結合させている。筋節内の大部分のタンパク質〔a-アクチニン、ミオジェニン、ミオチリン、ミオパラディン、ミオポディン、ソーフィラミン、デスミン、細いフイラメントの重複部分(ネプリン、アクチン)、タイチン〕がZ線内に存在することがわかっている。


以上で筋力の構造マニアック編を終わりにします!
結構基礎的なことですけど自分でも書いてて頭がこんがらがっちゃいますね😅
筋肉の構造って学校でもならいますけど深堀してくともっと詳しいこととか色々出てきて面白いですよね!
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