筋肉はどのように収縮し、リラックスしますか?

筋肉は、主にアクチンとミオシンのいくつかのタンパク質の相互作用を含む複雑なプロセスを介して収縮し、リラックスします。プロセスの簡略化された概要は次のとおりです。

1。刺激 :プロセスは、神経衝動が筋肉に到達すると始まり、筋細胞質網状体と呼ばれる特殊な構造からのカルシウムイオン(Ca2+)の放出を引き起こします。

2。カルシウム結合 :カルシウムイオンは、アクチンや他のタンパク質で作られた薄いフィラメントである筋フィラメントの表面の特定の受容体に結合します。

3。ミオシンヘッドの活性化 :カルシウムイオンの結合は、ミオシンヘッドグループとして知られる球状ドメインを含むミオシンヘッドの立体構造変化を引き起こします。この変更は、ミオシンヘッドの結合部位を露出し、アクチンフィラメントと相互作用できるようにします。

4。クロスブリッジフォーメーション :ミオシンヘッドはアクチンフィラメントの特定の部位に結合し、厚い(ミオシン)と薄い(アクチン)フィラメントの間に架橋を形成します。細胞のエネルギー分子であるATPは、ミオシンヘッドに結合します。

5。パワーストローク :ATPの加水分解は、ミオシンヘッドが立体構造の変化を受ける「パワーストローク」にエネルギーを提供し、アクチンフィラメントをサルコメアの中心(筋肉の繰り返し単位)に引き寄せます。アクチンフィラメントのこの滑りの動きは、筋肉の収縮を引き起こすものです。

6。ミオシンの剥離 :パワーストロークの後、ミオシンヘッドはアクチンフィラメントから離脱し、元の立体構造に戻ります。

7。リラクゼーション :緩和は、カルシウムイオンが筋細胞質網状体に戻され、筋肉繊維のカルシウム濃度を下げると発生します。これにより、ミオシンヘッドがアクチンフィラメントから分離し、初期位置にスライドすることができます。筋肉繊維が弛緩し、新しい神経衝動を受け取るとサイクルが繰り返されます。

クロスブリッジの形成、パワーストローク、および剥離を含むこの一連のイベントは、筋肉の収縮が止まるまで続きます。これらのサイクルの頻度は、筋肉の収縮の強度と持続時間を決定します。

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