運動ニューロンの発火と筋線維収縮のメカニズム

神経伝達と筋収縮の開始

活動電位が運動神経終板に到達すると、アセチルコリンが放出されます。この神経伝達物質はシナプス間隙を拡散し、筋線維膜上の受容体に結合します。受容体が構造変化を起こすと、ナトリウムイオンが筋線維内に流入し、膜が脱分極します。

脱分極は筋線維膜全体に伝わり、サルコプラズミックレティキュラムからカルシウムイオンが放出されます。放出されたカルシウムはトロポニンに結合し、トロポニン‑トロポミオシン複合体の構造を変化させます。この変化により、ミオシン頭部がアクチンフィラメントに結合できるようになり、筋収縮が開始されます。

筋線維のリクルートと収縮強度

単一次収縮で動員される筋線維の数は、刺激の強さで決まります。弱い刺激では少数のモーターユニットしか活性化されませんが、強い刺激では多くのモーターユニットが同時に興奮します。興奮するモーターユニットが増えるほど、収縮は強くなります。