筋肉の収縮：収縮性タンパク質が動きを生み出す仕組み

筋肉の構造

筋肉は多数の筋繊維（長い円筒状の細胞）からなる束で構成され、各筋繊維はサルコメアと呼ばれる繰り返し単位を多数持ちます。サルコメアは筋肉の基本的な収縮単位です。

アクチンとミオシンのフィラメント

サルコメア内には細いアクチンフィラメントと太いミオシンフィラメントが交互に配置されています。アクチンは球状タンパク質からなる細い線維で、ミオシンはモーター機能を持つタンパク質が集まった太い線維です。

滑り込みフィラメント機構

神経からの刺激で筋繊維内にカルシウムイオン（Ca²⁺）が放出されると、アクチン上の特定部位に結合し、ミオシン結合部位が露出します。

クロスブリッジの形成

ATP加水分解活性を持つミオシン頭部が露出した部位に結合し、アクチンとミオシンの間にクロスブリッジが形成されます。

ATP加水分解とパワーストローク

ミオシン頭部がATPを加水分解するとエネルギーが放出され、構造が変化してパワーストロークが起こります。これによりアクチンフィラメントがサルコメアの中心方向へ引っ張られます。

フィラメントの滑り込み

ミオシン頭部がアクチンを引くことで、アクチンフィラメントはミオシンフィラメント上を滑り、サルコメア全体が短縮します。結果として筋繊維が収縮し、力が発生します。

この一連のプロセスが、アクチンとミオシンの相互作用による滑り込みフィラメント機構です。筋肉はこの機構を繰り返し実行することで、歩行や物をつかむ動作、姿勢維持など、さまざまな身体活動を実現します。