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【分かりやすい】筋線維の構造(筋原線維、筋小胞体、アクチンとミオシン)

骨格筋は、筋線維の束でできている

筋腹・筋頭・筋尾

骨格筋は腱を介して、骨に付着しています。多くの場合、中央部が太くなっており、この部分を筋腹と言います。また、筋肉のその両端は細長くなっていきますが、身体の中心に近い方を筋頭、遠い方は筋尾と呼ばれています。

 

 

 

筋束と筋線維

この骨格筋の内部を詳しく見ていくと、細長い細胞の束が見えてきます。この束のことは「筋束」と呼ばれ、束ねられている細長い細胞は「筋線維」と言います。

 


筋線維の構造

筋鞘・基底膜・形質膜・筋サテライト細胞

筋束の中に束ねられている「筋線維」の構造についてみていきましょう。

 

筋線維の直径は約10〜100μmの円筒状、線維状をしており、長さは数ミリから15cmのものまで様々です。ヒトが発揮出来る筋力の大小は、この筋線維の直径に大きく左右されます。また、筋線維は一般的な細胞とは違い、たくさんの核を持つ多核細胞です。

 

この筋線維は「筋鞘」という膜に覆われています。筋鞘は、基底膜形質膜(筋細胞膜)から成り立ち、これらの間には「筋サテライト細胞(筋衛星細胞)」という細胞がペタペタと張り付いているのが特徴です。

 

この筋サテライト細胞は、筋肉が傷付いたり、トレーニングによる刺激があったときに、増殖して新たに筋線維を生み出したり、筋線維を太くしたりして、身体の適応を促す働きがあります。

 

 

 

筋原線維・筋小胞体・ミトコンドリア

そしてこの筋線維の中には、さらに「筋原線維」と呼ばれる器官が束ねられています。

 

筋原線維は「筋小胞体」という袋状の膜器官で覆われており、その周りには「ミトコンドリア」と呼ばれるエネルギー生産器官が存在しています。

 

 

それでは最後に、この一番細い筋肉の線維である「筋原線維」の中身に迫っていきましょう。

 

筋原線維の構造

サルコメアとは?

筋原線維の直径は1〜2μmほどで、1本の筋線維の中に、数百から数千本もの筋原線維が含まれています。この筋原線維を顕微鏡で覗いていくと、黒っぽい部分(A帯)と白っぽい部分(I帯)の2つに分かれて見えます。

 

これは、ミオシンフィラメント(太い方)アクチンフィラメント(細い方)が規則正しく並んでいることによるもので、横紋筋が縞模様に見えるのはこの構造があるためです。

 

 

この規則正しい帯の並びの最小単位(図のZ線からZ線まで)を筋節(サルコメア)と言い、この「サルコメアの長さが変わる」=「筋肉が収縮」となるわけです。

 

筋肉が収縮するとき、アクチンフィラメントがミオシンフィラメントに滑り込むような現象が起こります。これを「滑走説」といい、筋収縮を説明する最も有力な説として知られています。

 

これは、ミオシンフィラメントの頭部がATPというエネルギーを利用して、アクチンフィラメントをたぐり寄せることによっておこる現象です。

 

 

ミオシンフィラメント

ミオシンフィラメントは、多くのミオシン分子からできています。このミオシン分子は細長いロッド部分と、先っぽの膨らんだ部分(ミオシンヘッド:頭部)からできており、これらが絡み合ってできています。直径は約15nm(ナノメートル)です。

 

 

アクチンフィラメント

アクチンフィラメントは、球体のGアクチンが螺旋状に連なるようにしてできています。また、その溝部分にはトロポミオシンという線維が走り、所々にトロポニンがくっ付いています。

 

 

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