第16回 筋でのエネルギー産生と筋線維の種類、運動単位

 既に試験問題をつくってしまっていたのでやや駆け足になりました。

 冒頭で等張力性収縮と等尺性収縮の説明とともに、収縮が単に筋線維の短縮ではなく張力を発生することであると説明しました。時に区別せずに使うこともありますが、張力を発するが故に大きなエネルギーを消費すると考えるとわかりやすいでしょうか。

 プリントには「参考」として、筋線維の長さと張力の関係について触れました。試験が終わった後に目を通しておきましょう。

 今回の中心の1つは、筋線維でどのようにATPを産生しているかということでした。3種類に分類しました。
1)ローマン反応
2)解糖系(または非有酸素反応)
3)有酸素反応(または酸化的リン酸化、あるいはクエン酸回路+電子伝達系)
のように整理しました。

 生理学2の進捗と整合性がないクラスもありますが、一般的な細胞では2)と3)によってATPを産生します。2)の反応に関わっている酵素はすべて細胞質(筋の場合は筋形質)に存在します。3)に関わる酵素(酵素でないタンパク質も関わっていますが、省略して考えます)はすべてミトコンドリア内にあります。もちろん、ミトコンドリアのない赤血球は2)のみです。

 筋細胞には1)の反応に関わるクレアチンキナーゼが筋形質にあるため、ローマン反応が常に生じています。授業では触れませんでしたが、ローマン反応の進行(どちら向きの反応であっても)に酸素は必要ありませんので、広い意味では非有酸素反応に含めます。したがって、ⅡB型筋線維にはクレアチンキナーゼが多量に存在します(p236表参照)。このため、ⅡB型筋線維は素早く大きな張力を発揮することができます。

 筋線維を分類する考え方もいくつか示しましたが、上でも触れているように、現在はⅠ型、ⅡA型、ⅡB型という3種類に分類して考えるのが一般的で、多くの教科書で採用されています。プリントの表に示したように、筋線維の構造や機能を考える上での特徴はたくさんあります。多くの特徴の相違をうまく説明するのがこの3種類の分類方法です。赤筋と白筋、遅筋と速筋という分類ではうまく説明しきれません。

 表の中には授業では触れなかった項目もありますので、それらは試験後に自分で考えてみましょう。

 最後に取り上げた運動単位も、筋の収縮を考える上で忘れてはならない考え方です。筋は単に筋線維の集合ではなく、運動ニューロンによって支配された(神経筋接合部で運動ニューロンから興奮の伝達を受ける)筋線維のグループ(=運動単位)が集合したものと考えるとよいでしょう。そして、1つのグループ=運動単位には、上で分類した3種類の内のいずれか1種類の筋線維だけが集まっています。したがって、筋線維の分類と運動単位の分類は一致します。名称の付け方が全く異なりますので注意しましょう。

 筋が収縮する場合、同一運動単位に属する筋線維は一緒に収縮します。しかし、すべての運動単位が同時に収縮しているわけではなく、かかっている負荷の大きさに応じて収縮して売る運動単位と収縮していない運動単位があります。また、収縮を持続させるような場合には、いくつかの運動単位が抗体で収縮して、全体として収縮を持続させています。

 神経支配比という考え方は運動単位の考え方と切り離さないようにしましょう。単一の運動ニューロンが興奮を伝達する筋線維数は、筋の種類によって全く異なります。プリントに例を挙げましたが、それぞれの筋の機能に依存しています。

 期末試験は今日の授業の内容までを試験範囲とします。これまでの内容と合わせてよく見直しておきましょう。