3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。

自分で動かす筋肉、ひとりでに動く筋肉

紅茶のカップを持ち上げるとき、動きのすべてを自分で決めています。いつ始めるか、どれだけ高く、どれだけ速く上げるか。その間も心臓は拍動を続け、胃はかき混ぜる動きを続けていますが、どちらについてもあなたの意思は問われません。これらの仕事はすべて筋肉が行っていますが、筋肉の種類が違います。体には骨格筋、心筋、平滑筋という3種類の筋組織があります。この単元ではそれらを比べます。コースの残りでは、骨格筋を腕全体から一つひとつの分子までたどります。

3種類に共通すること

筋組織はすべて興奮性を持ちます。細胞膜が電気的な状態を変え、活動電位と呼ばれる波を細胞の長さ方向に伝えることができます。3種類とも基本的な収縮のしかたは同じで、ミオシンというタンパク質がアクチンというタンパク質を引きます。どれも収縮を続けるにはATPが必要で、カルシウムイオンが取り除かれると弛緩します。筋肉は引き伸ばすこともでき、これを伸展性といいます。伸ばされたあとは元の長さに戻り、これを弾性といいます。筋肉にできないことが一つあります。押すことです。筋肉は引くことしかできません。そのため模型の腕では、肘を曲げるのと再び伸ばすのに二つの筋肉が必要です。

骨格筋

骨格筋は腱によって骨に付いており、意思で動かせる唯一の筋肉です。顕微鏡で見ると細胞に縞模様、つまり横紋があります。内部のアクチンとミオシンがとても規則正しく並んでいるためです。それぞれの細胞は細長い円柱形なので、ふつうは筋線維と呼ばれ、多数の核を持ちます。骨格筋は神経系に完全に頼っており、神経の信号がなければ筋線維は収縮しません。体には600を超える骨格筋がありますが、正確な数は筋肉のまとめ方によって変わります。標準的な体重の成人では、骨格筋は体重の約40パーセントを占めます。

骨格を動かすのはわかりやすい仕事ですが、それだけではありません。骨格筋は小さな調整を絶えず続けて、重力に逆らって体をまっすぐに保ち、関節が外れないようにしています。消化管や尿路の開口部を囲む輪状の骨格筋があるので、飲み込むときや膀胱を空にするときを自分で決められます。腹壁の筋肉は、その奥にある臓器を守っています。さらに、ATPを分解すると熱が出るため、働いている筋肉は体を温めます。震えとは、まさにそのために骨格筋が素早く不規則に収縮することです。

心筋

心筋は心臓にしかありません。骨格筋と同じく横紋がありますが、細胞は短く、枝分かれしていて、ふつう核は一つです。細胞の端どうしは介在板でつながっています。介在板にあるギャップ結合を通って電流が細胞から細胞へ直接伝わるので、心臓全体が一つのまとまりとして協調して収縮します。一方、デスモソームが細胞どうしをつなぎとめ、引き離されないようにしています。特別なペースメーカー細胞が、拍動の一つひとつを自分で始めます。自律神経系やいくつかのホルモンは心拍数を上げたり下げたりできますが、意思で心臓を止めることはできません。

平滑筋

平滑筋は、胃、腸、膀胱、子宮のような中空の器官の壁や、動脈、静脈、気道のような通り道の壁にあります。瞳孔の大きさを変えたり、目の水晶体の形を整えたり、寒いときに皮膚の毛を逆立てたりもします。細胞は紡錘形で、長さは約30～200マイクロメートル、核は一つです。アクチンとミオシンを含みますが、整然と並んではいないので縞模様はありません。平滑筋は不随意筋です。ホルモン、自律神経、その場の状態、さらには引き伸ばされることでも収縮が起こります。ゆっくりと安定して長時間働き、使うエネルギーは比較的少なくてすみます。

模型で「再生」を押し、上腕の二つの筋肉が交互に働く様子を見てみましょう。これが、骨を引くという本来の仕事をしている骨格筋です。

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。