筋肉
筋肉がどのように引くのかを、腕全体から一つひとつのタンパク質まで見ていきます。3Dの腕では上腕二頭筋と上腕三頭筋が肘で交互に働く様子を示し、てこの原理で力を計算します。3Dのサルコメアでは、クロスブリッジが一つずつ働き、アクチンとミオシンが互いに滑る様子を示します。このコースは体のしくみを説明するものです。運動、トレーニング、健康、治療についての助言は行いません。
このコースについて
筋肉のわかりやすい仕事は骨格を動かすことですが、それだけではありません。骨格筋は小さな調整を続け、重力に逆らって姿勢を保ち、関節がずれないよう支えています。また、消化管や尿路の開口部にある輪状の骨格筋は、飲み込むときや排尿するときを自分で決める助けになります。このコースは体のしくみを説明するもので、運動、トレーニング、健康、治療に関する助言は行いません。
七つの単元で筋肉全体から個々のタンパク質へと見ていきます。三種類の筋肉、骨格筋の内部、滑り説、神経信号からクロスブリッジまで、対になって働く筋肉、筋肉とてこ、エネルギー源と筋線維の種類を扱います。筋節が短くなっても、アクチンもミオシンも短くはなりません。互いの間を滑って動きます。3Dの筋節で「収縮」スライダーを動かすと、筋節、I帯、H帯は短くなりますが、A帯は変わりません。運動ニューロンの軸索は、筋肉へ届くまで約90 cmに達することもあります。ニューロンからのACh放出が止まり、ポンプがCa2+を筋小胞体に戻すと、収縮が止まります。
てこの単元では、3Dの腕に働く力を計算します。前腕と荷物を合わせた重さは6.50 kg × 9.80 m/s² = 63.7 Nなので、上腕二頭筋は支える重さの約7.4倍の力で引きます。その差に当たる約407 Nで、上腕骨が前腕を下へ押します。前腕を水平にして手に4 kgを持つと、模型の表示は約468 Nになります。最後の単元では、細く、ミトコンドリアと毛細血管が多く、ミオグロビンで赤く見える遅筋の酸化型筋線維と、より速く収縮する種類を区別します。
はじめる前に
筋肉は骨を引くので、骨格をいっしょに学ぶとよく、神経信号の単元は脳と神経を土台にしています。てこの単元は力と距離をかけ合わせるので、力でニュートンとは何かを知っていると役立ちます。
終わったら
筋組織の3つの種類を挙げ、骨格筋を線維から筋節まで説明し、アクチンとミオシンが縮まずにすべるしくみを説明できるようになります。運動ニューロンから架橋までの信号をたどり、肘を曲げるときの拮抗筋を挙げ、てこの規則で上腕二頭筋の力を求め、赤筋線維と白筋線維を見分けられます。
- 13種類の筋肉体には600を超える骨格筋があり、骨格筋は体重の約40パーセントを占めます。
- 2骨格筋の内部骨格筋の筋線維は1本で長さ30 cmに達することもありますが、それでも一つの細胞です。
- 3滑り説サルコメアが短くなるとき、アクチンもミオシンも短くはなりません。互いに滑り合うのです。
- 4神経の信号からクロスブリッジまでミオシン頭部のパワーストローク1回で細いフィラメントは約10ナノメートル動き、1サイクルごとにATPが使われます。
- 5筋肉は対になって働く上腕二頭筋は肘を曲げられますが、再び伸ばすことはできません。それには上腕三頭筋が必要です。
- 6筋肉とてこ前腕を水平にして手に4 kgを持つとき、上腕二頭筋は約470 Nで引いています。支えている重さの7倍以上です。
- 7エネルギー源と筋線維のタイプ筋肉が蓄えているATPは数秒分の収縮をまかなう量しかないので、絶えず作り続けなければなりません。
これは体のつくりとはたらきについての教材です。医学的な助言ではなく、診断や治療に使うものではありません。
このコースの出典 (22)
- OpenStax Anatomy and Physiology 2e: 10.1 Overview of Muscle Tissues, 10.2 Skeletal Muscle, 10.3 Muscle Fiber Contraction and Relaxation, 10.4 Nervous System Control of Muscle Tension, 10.5 Types of Muscle Fibers, 10.7 Cardiac Muscle Tissue, 10.8 Smooth Muscle, 11.1 Interactions of Skeletal Muscles, Their Fascicle Arrangement, and Their Lever Systems, 11.2 Naming Skeletal Muscles (openstax.org/books/anatomy-and-physiology-2e)
- OpenStax College Physics 2e, 9.6 Forces and Torques in Muscles and Joints (openstax.org/books/college-physics-2e)
- OpenStax Biology 2e, 38.4 Muscle Contraction and Locomotion (openstax.org/books/biology-2e)
- StatPearls, NCBI Bookshelf, NIH: "Physiology, Muscle" (NBK532258)
- "Histology, Muscle" (NBK537195)
- "Physiology, Skeletal Muscle Contraction" (NBK559006)
- "Anatomy, Shoulder and Upper Limb, Biceps Muscle" (NBK519538)
- "Triceps Muscle" (NBK536996)
- "Arm Muscles" (NBK554420) (ncbi.nlm.nih.gov/books)
- NIH NIAMS "Healthy Muscles Matter" and "Learning About Muscles" (niams.nih.gov)
- LibreTexts Physics, Body Physics (Davis)
- 6.2 Body Levers (phys.libretexts.org)
- 63.7 N held
- ratio 7.38
- joint 406.7 N
- forearm only 98.0 N
- 2 kg 284.2 N
- 5 cm insertion 376.3 N
- 3 kg at 30 cm on 3 cm 294.0 N
- 4/38 = 0.105
- 38/4 = 9.5
- 38/5 = 7.6.
確認日: 2026-10-18