サルコメア定義

サルコメアは、横紋筋の機能単位です。 これは、それが私たちの骨格筋を構成する最も基本的な単位であることを意味します。 骨格筋は、私たちの自発的な動きのすべてを開始する筋肉の種類です。 ここでは、サルコメアの主な目的があります。 肉球は、一斉に収縮することによって、大きな、抜本的な動きを開始することができます。 独特な構造はこれらの小さい単位が私達の筋肉の収縮を調整するようにする。

画像は骨格筋線維を示しています。

実際、筋肉の収縮特性は動物の決定的な特徴です。 動物の動きは特に滑らかで複雑です。 器用な動きは、筋肉が屈曲するにつれて筋肉の長さの変化を必要とする。 これは、短縮筋肉と一緒に短縮することができる分子構造を求めています。 そのような必要条件は肉腫に見られる。p>

詳細に検査すると、骨格筋組織は縞模様と呼ばれる縞模様の外観を放ちます。 これらの”ストライプ”は、異なるタンパク質フィラメントに対応する光と暗いバンドを交互にするパターンによって与えられます。 これらのストライプは、各肉腫を構成する連動繊維によって形成される。 筋原線維と呼ばれる管状繊維は、筋肉組織を形成する基本的な成分である。 しかし、筋原線維自体は、本質的には、肉腫のポリマー、または繰り返し単位である。 筋原線維は繊維状で長く、互いの上に積み重なる2つのタイプのタンパク質フィラメントでできています。 ミオシンは球状の頭部を持つ太い繊維であり、アクチンは屈曲するときにミオシンと相互作用するより薄いフィラメントである。

描かれている骨格筋の基礎となるコンポーネントの基本的なイラストです。

サルコメア構造

顕微鏡下で見ると、様々な長さの筋繊維が積み重ねられたパターンで組織される。 筋原繊維ストランド、それによってアクチンとミオシンは、互いに平行に配置されたフィラメントの束を形成する。 私達の体の筋肉が引き締まるとき、これが起こる方法が滑走のフィラメント理論に続くことが理解されます。 この理論は、フィラメントが互いに摺動することを許可されているときに筋肉が収縮することを予測しています。 この相互作用は、その後、収縮力をもたらすことができます。 但し、サルコメアの構造がこの理論でとても重大である理由は筋肉が物理的に短くする必要があることです。 したがって、屈曲筋の延長または短縮を補償することができるユニットの必要性がある。

スライディングフィラメント理論は、収縮の様々な段階で作用するミオシンとアクチンフィラメントを観察するために、高分解能顕微鏡とフィラ サルコメアの弛緩状態での物理的な延長と収縮状態での短縮を視覚化することができた。 彼らの観察は、サルコメアゾーンの発見につながった。

図はサルコメアの構造を示しています。 （各ゾーンにはラベル付けされています）。

彼らは最初に起こっていた動的な変化が常に同じスポットまたはゾーンで起こっていることを観察しました。 彼らは、後に”aバンド”と呼ばれる繰り返しサルコメアの一つのゾーンが収縮中に一定の長さを維持することに気づいた。 Aバンドは、領域の剛性によって予想されるように、厚いミオシンフィラメントのより高い含有量を有する。 Aバンドは、肉腫の中心にあり、太いフィラメントと細いフィラメントが重なっている領域です。 これは、研究者にミオシンの中心的な位置のアイデアを与えました。 Aバンド内にはhゾーンがあり、これは厚いミオシンのみからなる領域である。 基本的に、aバンドは、その球根状の頭部でアクチンと絡み合ったミオシンを含むミオシンの”すべて”を含むと考えることができる。 サルコメアの長さの各端に位置するのは、Iバンドである。 Ｉバンドは細いフィラメントのみを含む二つの領域である。 これを覚えておく簡単な方法は、Iバンドが”薄い、アクチン”フィラメントを持っているということです。 厚いフィラメントは、Iバンドのサイトからあまりにも遠くに位置していますが、いずれかの側に、それらのマージンは、厚いフィラメントの端部を描写しています。 同様に、光学顕微鏡下で肉腫に縞模様の外観を与えるZ線またはディスクは、実際に隣接する肉腫間の領域を描写する。 Mライン、か中間部は、Zラインの真中にあり、myomesinと呼出されるより少なく重要でない第三フィラメントを含んでいます。

フィラメント精神ショートカット：

前に述べたように、太いフィラメントが細いフィラメントに沿って素早く連続してスライドして筋原線維を短くすると収縮が起 しかし、覚えておくべき重要な違いは、筋フィラメント自体が収縮しないということです。 それらを短くするか、または延ばす力を貸すのは滑走の行為である。

サルコメア機能

フィラメントの滑走は疑いもなくサルコメアの主要な貢献である筋肉張力を発生させます。 この行為は筋肉に物理的な力を貸す。 これの速い類推は長い梯子が物理的に金属部分を短くしないでそれのための私達の必要性によって、伸びるか、または折ることができる方法であありがたいことに、最近の研究では、このスライドがどのように機能するかについての良いアイデアが得られました。

スライディングフィラメント理論は、ミオシンがサルコメアの長さを短くするためにアクチンを引っ張ることができる方法を含むように修正されている。 この理論では、ミオシンの球状頭部は、S1領域と呼ばれる領域でアクチンの近くに位置している。 この領域は曲がることができ、こうして収縮を促進する蝶番を付けられた区分で豊富です。 S1の曲げは、ミオシンがアクチンフィラメントの長さに沿ってどのように”歩く”ことができるかを理解するための鍵となる可能性がある。 これはミオシン-アクチンサイクリングによって達成される。 これは、ミオシンS1断片の結合、その収縮、およびその最終的な放出である。

ミオシンとアクチンが結合すると、”クロスブリッジ”と呼ばれる拡張子を形成します。「これらの架橋は、ATPの存在（または不在）によって形成され、破壊される可能性があります。 ATPはS1収縮を可能にする。 ATPはアクチンフィラメントに結合すると、そのミオシン結合部位を露出させる位置に移動する。 これにより、ミオシンの球状頭部がこの部位に結合して架橋を形成することができる。 この結合によりATPの隣酸塩グループは分離し、こうしてミオシンは力の打撃を始めます。 ミオシンは、このように筋節が短縮することができ、低エネルギー状態に入ります。 さらに、ATPは橋を壊すためにミオシンを結合し、ミオシンがアクチンを再結合し、次の痙攣を始めることを可能にしなければなりません。

クイズ

1. 肉腫のどのゾーンが収縮中に一定の長さを維持していますか？
A.Zライン
B.aバンド
C.Iバンド
D. Sゾーン

2. 次のどれがアクチンフィラメントだけを含んでいますか？A.aバンド
B.Hバンド
C.Iバンド
D.Zライン

3. 以下のどれがミオシンフィラメントのみを含んでいますか？A.aバンド
B.Hバンド
C.Iバンド
D.Zライン

• Krans,Jacob et al. (2010). “筋収縮のスライディングフィラメント理論。”自然教育3. 3(9):66.
• MH教育（2017）。 “アニメ：サルコメレ収縮。”人間の解剖学：マッキンリー-オローリン。 2017年6月16日にhttp://www.macroevolution.net/sarcomere.html
• Boundless(2017)から取得されました。 “ATPと筋肉の収縮。”無限：筋骨格系。 2017-6-15から取得https://www.boundless.com/biology/textbooks/boundless-biology-textbook/the-musculoskeletal-system-38/muscle-contraction-and-locomotion-218/atp-and-muscle-contraction-826-12069/