Biophysics

Biophysics · 24.13

筋収縮の滑走フィラメント説(sliding-filament model)

Sliding-filament model of muscle contraction

🧠 では、太い・細いフィラメント自体は短くならず、相互の重なりが増えることでが短縮する。

サルコメアで変わる部分

はZ線間の収縮単位である。が細いフィラメントをM線方向へ引くと、Z線間距離が短くなる。

構造 の変化 理由
A帯 ほぼ不変 太いフィラメント長を反映するため
I帯 短縮 細いフィラメントだけの領域が減るため
H帯 短縮 太いフィラメントだけの領域が減るため
Z線間距離 短縮 フィラメントの重なりが増えるため

長さ–張力関係

は、力を発生できるアクチン–ミオシンの重なりに依存する。が長すぎると重なりが不足し、短すぎると細いフィラメント同士の干渉やZ線への圧迫が増えるため、いずれもが低下する。

flowchart TD
  A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sarcomere'>サルコメア</span>が長すぎる"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cross-bridge'>クロスブリッジ</span>数が少ない"]
  B --> C["中間長で有効な重なりが最大"]
  C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sarcomere'>サルコメア</span>が短すぎる"]
  D --> E["フィラメント干渉で張力低下"]

分子運動から筋全体へ

に増やすと短縮距離と速度が、並列に増やすと発生できる力が増える。刺激頻度による張力調節は、負荷条件による収縮様式はで扱う。

💡 「筋が短くなる」と「フィラメントが短くなる」を区別する。短縮するのはであり、フィラメント長はほぼ一定である。

まとめ

  • 収縮ではフィラメント長ではなく、太い・細いフィラメントの重なりが変わる。
  • A帯はほぼ一定で、I帯・H帯・Z線間距離が短くなる。
  • には有効な重なりが最大となる最適長がある。