骨格筋収縮とは

骨格筋の収縮は、身体の可動関節の筋肉がそれらの関節で動きを生み出すメカニズムです。 骨格筋は、心臓をポンピングする心筋や、いくつかの内臓の構成要素であり、消化管に沿って食物を押すような動きをする平滑筋とは異なり、両端で骨につながっています。 そのため、収縮すると、つまり繊維が短くなったり長くなったりすると、2つの骨を引っ張り、交差する関節で動きを引き起こします。 すべての筋肉細胞に含まれるタンパク質成分のレベルでの化学反応を伴う骨格筋収縮は、骨格の動きを可能にします。

骨格筋が生成できる収縮にはいくつかの種類があります。 腹部収縮時に胸郭が骨盤に引き寄せられたときに見られるように、筋線維が短くなる収縮は、同心収縮として知られています。 クランチの下降期のように、筋線維が伸びると、偏心収縮が起こります。 運動の同心期と偏心期の両方を含む骨格筋の収縮は、等張性収縮として知られています。 一方、等尺性収縮は、収縮せずに筋肉の長さが変化しない収縮であり、スクワットの位置を動かさずに保持する場合などです。

骨格筋は筋線維の束で構成されており、筋線維は筋細胞の束です。 筋肉細胞は長く、狭く、円筒形であり、骨格筋の収縮に関与するサルコメアと呼ばれる単位で構成されています。 筋肉の収縮時にサルコメアで何が起こるかを説明するモデルは、スライディングフィラメント理論として知られています。 これは、筋肉に加えられる力が筋肉細胞によって生成される力より小さい、大きい、または等しいかどうかの結果としてのみ異なるすべてのタイプの筋肉収縮を説明するために使用できます。

各筋節内で、各筋肉細胞に数十万個存在する単位は、アクチンとミオシンと呼ばれる長いフィラメントに組織化されたタンパク質です。 アクチンタンパク質は受動的です。つまり、アクティブなミオシンタンパク質を受け取る鎖を形成します。 交互に並んで配置されたミオシンは、アクチンを前後にスライドし、その過程で各ミオシンタンパク質を各アクチンタンパク質の対応する部位に結合させるカルシウムイオンを放出します。

骨格筋の収縮中、ミオシンのフィラメントはアクチンをつかみ、それを通り抜けます。 これは、帯状に配置された細胞の多くのサルコメアで同時に起こります。 一般に知られているこの「脳卒中」は、筋肉の集合的な短縮を引き起こし、ミオシンがアクチンから解放されると、静止した長さに戻ります。