興奮収縮連関と筋収縮メカニズム

神経筋接合部の筋細胞膜側は終板とよばれ、ここには多数のニコチン性ACh受容体が存在しています。

この受容体にAChが結合すると、陽イオンチャネルが開き、主にNa+が流入し、筋細胞膜に脱分極を生じます。

ここで生じた活動電位を終板電位といいます。

活動電位が発生してから収縮を生じるまでの過程を興奮収縮連関といいます。

終板で発生した活動電位は、筋細胞膜から筋線維全体に広がるとともに、T管を通り筋線維内へと伝達されます。

T管を通ることによりジヒドロピリジン受容体を介して、隣接する筋小胞体を刺激し、リアノジン受容体からCa2+を細胞質中に放出します。

放出されたCa2+は拡散してアクチンフィラメント上のトロポニンと結合する。

収縮が終了すると筋小胞体膜上のCa2+ポンプによりATPをもちいて回収されます。

アクチン上のトロポニンにCa2+が結合すると、アクチン上のトロポミオシンの位置がずれ、アクチンのミオシン結合部位が露出されます。

すると、ミオシン頭部がアクチンフィラメントに接近し、クロスブリッジが形成されます。

ミオシン頭部に結合しているATPのうち、Piが離れることによりミオシン頭部は45°の首振りを行い、アクチンがサルコメア中央に向かって手繰り込まれます。

次にADPは解離し、ミオシン頭部はアクチンと結合したままになります。

ここでまたATPがミオシン頭部に結合すると、ミオシン頭部はアクチンから離れ、ATPを加水分解することで再びもとの角度に戻ります。

Ca2+がトロポニンに結合している限り、そしてATPが供給されている限り、このサイクルが繰り返されます。

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