生理

筋原線維とサルコメア

筋細胞内の細胞質液は、収縮性成分を構成する筋原線維によって大部分占められています。

各筋繊維は筋小胞体に包まれた約1000個の筋原線維で構成されています。 筋原繊維は、繊維の全長にわたって延びており、長い長手方向の束にまとめられている。

各筋原線維は、10〜100ミクロン(1ミクロン= 1 / 1000mm)の範囲の長さに対して、0.5〜2μmの厚さを有する。

予想されるように、筋原線維は筋小胞体、筋小管系を生じさせる小胞および細管の複雑な系に囲まれている。 この構造の目的は収縮に必要なカルシウムを蓄積することです。

微視的要素にますます入ると、筋原線維は順に太いものと細いものの2種類の平行筋フィラメントで構成されていることがわかりました。 明帯と暗帯が規則的に交互になっているため、筋原線維の長軸に沿って特徴的な筋を観察することも可能である。

  • 暗いバンドはバンドまたはディスクAと呼ばれます
  • ライトバンドはバンドIと呼ばれます
  • 各バンド私はラインZによって2つに分けられます
  • 各バンドAは、その中央部に配置されたHと呼ばれる脈理によって2つに分割されています。

2本の隣接するZ線の間の筋原線維管

(1/2バンドI +バンドA + 1/2バンドI)

サルコメロの名前をとる

筋節は筋原線維の構造的および機能的単位、すなわち収縮することができる筋肉の最小単位である。

単一の筋原線維内では、あたかも円筒の高い山を形成するかのように、様々な筋節が次々に続く。 さらに、筋肉内では、繊維が平行に配置されているため、それぞれの筋節が整列している。 言い換えれば、筋原線維の線Zの隣には常に隣接する筋原線維の線Zがある。 この対称性は、全体として、筋繊維すべてが縞模様に見えることを意味します。

筋フィラメント

電子顕微鏡で観察すると、各筋節は互いに長手方向にかつ平行に配置されたフィラメントの束により形成されているように見える。 これらの筋フィラメントの成分は、アクチンとミオシンと呼ばれる2つのタンパク質です。

各筋節の中心には、ミオシンからなる約1000本の太いフィラメントがあります。 それらの末端では、これらのタンパク質分子は別のタンパク質であるアクチンからなる細いフィラメントとの関係を描きます。

骨格型筋細胞では、これらの収縮要素(太いフィラメントと細いフィラメント)が整列して配置され、部分的に噛み合っている(重ね合わされている)。

  • 太いフィラメントの束(ミオシン)は、筋節の中心に位置し、バンドAを構成しています。
  • アクチンで構成された細いフィラメントの束は、筋節の極に位置しており、2つのハーフバンドIを構成しています。

この複雑な構造は筋肉の収縮の基礎であり、太いフィラメントの上に細いフィラメントを滑らせることによって可能になります。

収縮中は、2本のZストランドに近づくことで筋節が短くなります。

フィラメントおよびAバンドの長さは変化しないままであるが、IバンドおよびHバンドの減少がある。

この現象の一般化は、筋原線維、筋線維、束および筋全体の短縮を決定します。 各サルコメアが安静時の長さの50%まで短縮できることに注目することは興味深いです。

筋肉収縮中、十分な量のカルシウムイオンおよびATPが利用可能であるという条件で、アクトミオシン架橋は連続的に形成され溶解される。 次の記事でこの問題にもっと対処します。

筋肉繊維によって発生する電圧は、太い線と細い線の間に形成された横方向の架橋の数に直接比例しています。

結果として、長すぎるまたはきつすぎる筋肉は、最適な程度の伸びから収縮する筋肉よりも力が弱い。

  • A)ミオシンヘッドとアクチンの間には接触がないので積極的な力はありません
  • A)とB)との間:ミオシン頭部に対するアクチン結合部位の増加に起因して有効力が直線的に増加する。
  • B)とC)の間:有効力はその最大ピークに達し、比較的安定したままである。 この段階では、実際には、すべてのミオシンの頭はアクチンに関連しています
  • C)とD)の間:アクチン鎖の重なりがミオシンヘッドに利用可能な結合部位を減少させるにつれて活性力が減少し始める。
  • E):一旦ミオシンがディスクZと衝突すると、全てのミオシンヘッドがアクチンに結合しているので活性力はない。 さらに、ミオシンはZ円板上で圧縮され、圧縮の程度に比例した力で収縮に対抗するバネとして作用します(したがって筋肉の短縮)。