筋肉が収縮すると何が起こるのか？

筋肉の収縮は、筋細胞が短くなり力と動きを生み出すプロセスです。分子レベルと細胞レベルで複雑な一連の出来事が起こります。以下に、筋肉が収縮する際の主な流れを示します。

1. 活動電位の発生

神経系からの信号を受け取ると、筋繊維の表面膜上で電気的インパルス（活動電位）が生成され、膜が脱分極します。

脱分極により、筋小胞体（SR）からカルシウムイオン（Ca²⁺）が放出されます。筋小胞体は筋細胞内のカルシウム貯蔵庫です。

放出されたカルシウムイオンは、細いフィラメント（アクチン）上にある調節タンパク質トロポニンに結合します。

カルシウムがトロポニンに結合すると構造が変化し、アクチン上にミオシンヘッドが結合できる部位が露出します。ミオシンヘッドは太いフィラメント（ミオシン）と細いフィラメントをつなぐクロスブリッジを形成します。

ミオシンヘッドが構造変化し、細いフィラメントをサルコメア中心方向へ引っ張ります。このスライド運動が筋収縮を引き起こします。

パワーストロークに必要なエネルギーは、ミオシンに備わったATPアーゼがATPをADPと無機リン酸（Pi）に分解することで供給されます。

刺激が止まると、カルシウムポンプがカルシウムイオンを再び筋小胞体へ戻します。カルシウム濃度が低下するとトロポニン‑トロポミオシン複合体が元の位置に戻り、アクチンの結合部位が遮蔽されます。ミオシンヘッドはアクチンから離れ、筋繊維は弛緩します。

このように、骨格筋・心筋・平滑筋のそれぞれで協調的な収縮と弛緩が行われ、身体の自発的な動きや心拍、消化・血管調整といった無意識の機能を支えています。