筋細胞

筋細胞 多核である 筋細胞。それらは骨格筋を形成します。収縮に加えて、エネルギー代謝もその範囲のタスクの一部です。

筋細胞とは

筋細胞は紡錘形の筋細胞です。ミオシンは、その構造と機能に重要な役割を果たすタンパク質です。アントニファンレーウェンフックは、17世紀に最初に筋細胞について説明しました。骨格の筋肉全体は、これらの基本的な細胞単位で構成されています。筋細胞は筋繊維とも呼ばれます。臓器の平滑筋は筋細胞で構成されていません。筋肉細胞は融合した筋芽細胞で構成されているため、多核構造を持っているため、筋肉細胞という用語は誤解を招きます。

筋肉細胞は実際にはいくつかの細胞と細胞核を含んでいます。しかし、細胞複合体の個々の細胞は、もはや筋線維ではそのように分化できず、広く分岐した合胞体を形成します。さまざまな種類の繊維が骨格筋で区別され、筋細胞という一般用語でグループ化されます。最も重要な繊維はS繊維とF繊維です。 SファイバーはFファイバーよりもゆっくりと収縮します。 Fファイバーとは異なり、タイヤはゆっくりと疲れ、継続的な収縮のために設計されています。

解剖学と構造

細胞膜の伸張は、筋線維上の管状の折りたたみに変わり、横行細管のシステムを形成します。このようにして、細胞膜の活動電位は、筋線維のより深い細胞層にも到達します。筋線維の深部には、小胞体からの隆起で構成される2番目の空洞システムがあります。カルシウムイオンは、この縦管のシステムに保存されます。側面では、Ca2 +チャンバーが尿細管システムの折り目と接触するため、個々の膜は折りたたまれた細胞膜に接触します。

したがって、これらの膜の受容体は、互いに直接通信することができます。各筋線維は関連する神経組織と結合して運動単位を形成し、その運動ニューロンは運動終板にあります。繊維の細胞質にはミトコンドリアが含まれており、その一部には酸素貯蔵色素、グリコーゲン、筋肉のエネルギー代謝に特化した酵素が含まれています。また、1つの筋線維に数百の筋原線維があります。これらの筋原線維は、筋肉の収縮単位に対応するファンシステムです。結合組織層は、筋線維を腱に接続し、いくつかの筋肉をボックスに結合できます。

機能とタスク

筋細胞は、エネルギー代謝と一般的な運動能力の両方で役割を果たす。運動能力は、筋細胞の収縮能力によって保証されています。筋線維は、アクチンとミオシンという2つのタンパク質が伝達する能力を介して収縮するこの能力を保持しています。骨格筋線維は、これら2つのタンパク質を使用して、同心収縮でその長さを短縮できます。また、等尺性収縮として知られている長さと抵抗を維持することもできます。最後に、彼女は拡張への抵抗に反応することができます。この原理は、偏心収縮としても知られています。

収縮する能力は、ミオシンがアクチンに結合する能力に起因します。タンパク質トロポミオシンは、安静時の筋肉の結合を防ぎます。しかし、活動電位が発生すると、カルシウムイオンが放出され、トロポミオシンが結合部位をブロックするのを防ぎます。収縮はフィラメントのスライドに基づいて引き起こされます。単一の活動電位は、骨格筋をけいれんさせるだけです。筋繊維の強力なまたは持続的な短縮を達成するために、活動電位が連続して到着します。個々のけいれんは徐々に重なり合い、合計で収縮になります。

繊維の筋力は、とりわけ、運動ニューロンの異なるパルス周波数によって調節されます。筋肉のエネルギー代謝は、説明した筋肉の働きを実行するために重要です。エネルギーサプライヤーATPは、体のすべての細胞に保存されます。エネルギー供給は、酸素を消費するか、または酸素を使わずに行われます。酸素の消費により、ATPは分解し、クレアチンリン酸塩の助けを借りて筋肉に新しいATPが生成されます。

エネルギー供給のより速い形態は無酸素形態であり、ブドウ糖の消費とともに起こります。しかしながら、このプロセスの間、グルコースは完全には分解されないので、このプロセスのエネルギー収量はごくわずかです。 1つのグルコース分子から2つのATP分子が作成されます。同じプロセスが酸素の助けを借りて行われる場合、合計38のATP分子が1つの糖分子から作成されます。脂肪はこの文脈でも使用できます。

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病気

さまざまな病気が筋細胞に影響を与えます。エネルギー代謝の障害は、例えば、筋線維の運動能力を制限する可能性があります。たとえば、ミトコンドリア病では、ATP欠乏症があり、多臓器疾患を引き起こす可能性があります。ミトコンドリア病にはさまざまな原因があります。例えば、炎症はミトコンドリアを損傷する可能性があります。精神的および肉体的ストレス、栄養失調または中毒による外傷も、ATPの供給を危険にさらす可能性があります。その結果、エネルギー代謝が妨げられます。

エネルギー代謝のそのような障害に加えて、神経系の疾患はまた、筋細胞の仕事をより困難にする可能性があります。たとえば、中枢または末梢神経組織の損傷により信号伝達が妨害されると、麻痺を引き起こす可能性があります。伝導速度が低下した場合にのみ信号がモーターユニットに直接連続して届かなくなり、オーバーラップして加算することができなくなるため、特定の筋肉はアタクティックにしか動かせないか、まったく動かせません。筋肉振戦もこの現象の一部として発生する可能性があります。

筋線維はまた、疾患自体によって影響を受ける可能性があります。例えば、遺伝性ナクソス病は、筋細胞の広範な喪失を伴います。よりよく知られている現象は、引き裂かれた筋線維です。この現象は、筋肉の突然の激しい痛みとして現れます。影響を受けた筋肉は限られた範囲でのみ可動性であり、腫れが発生します。感染症や免疫障害によって引き起こされる筋線維の炎症も同様によく見られます。これは、通常、筋肉代謝の変化による長期ストレスの後に発生する筋肉硬化とは区別されますが、まれに、筋肉の炎症に関連する場合もあります。