筋肉が収縮するメカニズムとは?〜フィラメントの滑走説〜

2022.01.13ボディメイク

こんにちは!パーソナルジムASPIの松尾です!

明けましておめでとうございます!

2022年もどうぞ、よろしくお願い致します

2022年の目標の一つとして私は新たに資格を取得することを決めました!

皆様は如何でしょうか?

一緒に目標を決めて頑張っていきましょう🔥

さて今回は『フィラメントの滑走説』について解説をしていきます✏️

フィラメントの滑走説とは?

フィラメントの滑走説(以後、滑走説と略します)とは、「サルコメアの両端に存在するアクチンフィラメントがミオシンフィラメントに重なり合う様に滑走することで、Z線(もしくはZ帯)がサルコメア中央に引き寄せられることで、筋繊維全体が短縮すること」となります。

これだとかなり学術的になってしまい分かりづらいので、もう少し噛み砕いて説明しますね!

フィラメントというのは、サルコメア内に横並び(長軸方向)で存在する繊維状のものです。

このフィラメントには2種類あり、それがアクチンフィラメントミオシンフィラメントです。

この二つのフィラメントが筋収縮に重要な役割を担いますので、必ず覚えておきましょう。

Z線というのは、アクチンフィラメントの仕切り板のような存在です。

アクチンフィラメントの両端を、このZ線で固定されており、Z線は筋繊維の端から端まで繰り返し存在します。

サルコメアというのはZ線から次のZ線までのことを指します。

詳しくは下記の写真をご参考ください。

 

筋収縮のメカニズム

筋収縮に登場する主な登場人物は覚えましたか?

それでは次に、筋肉が収縮するまでに至るステップについて説明いたします。

<筋収縮の流れ>

まずは全体の流れを見てみましょう!

 

この様な順番で筋収縮はおきます。

①静止期

この状態の時は、筋収縮自体も起きていない状態です。

よってアクチンやミオシンの動きも少ないです。

②興奮ー収縮期

筋肉が収縮をしようとする時、アクチンフィラメントとミオシンクロスブリッジが結合してから屈曲します。(ミオシンクロスブリッジの屈曲

ミオシンクロスブリッジとは、ミオシンフィラメントにくっついてる粒々たち(ミオシン頭部とも言います)のことを指します。

ミオシンクロスブリッジの屈曲というのは、この粒々たちが起き上がってアクチンフィラメントに付着して、アクチンフィラメントを中に引き込むことを指します。

次に筋小胞体が筋収縮の刺激を受けて、カルシウムイオンを放出します。

カルシウムイオンは、アクチンフィラメントに存在するトロポニンというタンパク質と結合。

これにより、トロポミオシンというタンパク質に変化が起き、より素早く筋収縮を起こせる様になります。

筋が発生させる力の大きさは、その瞬間にアクチンフィラメントと結合しているミオシンクロスブリッジの数と強い関連性があります。

③収縮期

いよいよ筋肉が収縮する時です。

アクチンフィラメントがミオシンフィラメントに引き寄せられる動きのことを、パワーストローク(首振り運動)と言います。

このパワーストロークにもエネルギーが必要です。そのエネルギーというのは、ATPです

それと同時にカルシウムも必要です。

カルシウムが十分に存在していれば、筋肉は収縮を継続することが出来ます。

逆にカルシウムが不十分であれば、筋肉は弛緩してしまいます。

意外にも筋収縮には、カルシウムの存在が必要不可欠となります。

カルシウム無くして筋収縮は起こり得ないというわけです

④再充填期

一度筋肉が収縮したら、収縮しっぱなしって事はないですよね

なので一度リセットする瞬間が必要となります。

次の収縮に備えた準備期間であると捉えてください

⑤弛緩期

運動神経の興奮がおさまると筋肉は弛緩します。

カルシウムは筋小胞体に再吸収され、アクチンフィラメントとミオシンフィラメントが結合していない状態に戻り筋肉は弛緩する。

以上の工程が、筋収縮の一連の流れとなります。

 

本日はここまで!

筋肥大させるためには、筋肉がどのように収縮しているのかが非常に重要となります!

また栄養素についても、理解が深まりましたね!

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