筋肉が短くなり、骨が動くのはなぜですか？
筋肉収縮のプロセスには、筋肉繊維内のいくつかのタンパク質の相互作用が含まれます。神経の衝動が筋肉に到達すると、筋肉の内部貯蔵部位である筋細胞質網状体からのカルシウムイオンの放出を引き起こします。これらのカルシウムイオンは、アクチンフィラメントのミオシン結合部位へのアクセスを制御するトロポニンとトロポミオシンと呼ばれる特定のタンパク質に結合します。
カルシウムイオンのトロポニンとトロポミオシンへの結合は、アクチンフィラメントの立体構造の変化を引き起こし、ミオシン結合部位を露出させます。ミオシンタンパク質の一部であるミオシンヘッドは、アクチンフィラメント上のこれらの露出部位に結合し、クロスブリッジを形成します。これらのクロスブリッジは、ミオシンヘッドの傾きと、筋肉収縮の基本単位であるサルコメアの中心に向かってアクチンフィラメントを引っ張ることを含む、パワーストロークとして知られるメカニズムを介して力を生成します。
これらのクロスブリッジの繰り返しの形成と破壊は、互いにアクチンとミオシンフィラメントのスライドとともに、筋肉繊維の短縮をもたらし、最終的に骨の動きにつながる力を生成します。筋肉の弛緩は、神経衝動が停止すると発生し、カルシウムイオン濃度の減少をもたらし、アクチンフィラメントからミオシンヘッドの分離を引き起こし、筋肉がその安静時に戻ることができます。
要約すると、筋肉の収縮には、カルシウムイオン、トロポニン、トロポミオシン、アクチン、およびミオシンタンパク質の相互作用が含まれ、クロスブリッジの形成と互いにフィラメントの滑りにつながります。このプロセスは、筋肉の繊維を短くし、骨が動くことを引き起こす力を生成し、さまざまなタイプの体の動きを可能にします。