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- カテゴリー：筋トレ
筋肉とは？〜鍛える前に知ろう！〜
こんにちは！
2021年もスタートし今年もコロナウイルスにたくさん影響を受ける年になりそうですね。。
昨年のリモート化などの変化により注目度が高まったのが「健康」や「運動」などではないでしょうか？
運動不足による身体の不調は多くの方が身を染みて感じたと思います。
それだけ運動するということは身体にとって大事なことなのです。
今回はそんな運動やそもそも体を動かしている「筋肉」についてご紹介しようと思います。
骨格筋の形態と機能
骨格筋の形態
骨格筋は、筋組織、結合組織、神経、血管からなる器官を指します。
その携帯は特有の階層構造でできています。筋の中で能動的に張力を発揮したり、短縮したりするのは筋繊維であり、通常筋の端から端にまでわたる、直径50〜100μmの細長い細胞でできています。
ここの筋繊維は筋内膜と呼ばれる結合組織の膜でできた「鞘」のような構造に覆われています。
さたに多数の筋繊維が集まって束をつくり、その周囲を筋周膜という結合組性の膜が覆っています。
この筋繊維の束を筋繊維束と呼びます。
筋繊維束と筋繊維束との間の空間には繊維性の結合組織や血管があります。
多数の筋繊維束が集まり、筋外膜という結合組織性の膜に覆われ、筋となります。
筋の両端では筋内膜、筋周膜、筋外膜と連続した結合組織が腱をつくり、腱の結合組織性の膜である骨膜とつながっています。
筋繊維の走行方向と筋の特性
骨格筋は、筋繊維の走行方向に基づき、紡錘状筋と羽状筋とに分類されます。
紡錘状筋では、筋繊維が筋の長軸と並行に走行していますが、羽状筋では筋繊維は筋の長軸に対して一定の角度をもって走行していて鳥の羽のような形状をしています。
筋長に対する筋繊維長の割合は、紡錘状筋で大きく、羽状筋では羽状角に応じて小さくなります。
一方筋の体積あたりの力学的に並列な筋繊維数は、羽状筋の方が多くなります。
したがって、横断面積あたりの筋力は羽状筋が大きく、短縮速度は紡錘状筋の方がおおきくなります。
上腕二頭筋などは紡錘状筋であり、外側広筋、腓腹筋などは羽状筋であります。
筋繊維の微細構造
筋繊維は、発生の段階で筋芽細胞と呼ばれる細胞が多数融合してできた多核細胞です。
通常核は細胞の表層に配列していますが、トレーニング後には細胞の中心部付近にも見られることがあります。
細胞の内側は筋形質で占められています。
筋形質中には、収縮タンパク質からなる収縮装置、ミトコンドリアや筋小胞体などの細胞器官、グリコーゲン顆粒、脂肪粒、種々のタンパク質などが含まれています。
筋原繊維を光学顕微鏡で観察すると、明暗の横紋が見えます。
同様の横紋は心筋にも観察されるので、骨格筋と心筋をあわせて横紋筋と呼びます。
横紋の中で暗く見える見える部分をA帯、明るく見える部分をI帯、A帯とA帯の間で戦場に見える部分をZ膜、またはZ線と呼びます。
2本の隣接するZ線で挟まれた領域を筋節（サルコメア）と呼びます。
横紋構造は、太いフィラメントと細いフィラメントという2種類のフィラメントが規則的に重なり合うように配列しています。
太いフィラメントは約200個のミオシンというタンパク質が規則的に集合し、会合体を形成してできています。
一方細いフィラメントはアクチンという球状のタンパク質が二重らせん常に重合してできています。
太いフィラメント、細いフィラメントはそれぞれ、ミオシンフィラメント、アクチンフィラメントとも呼ばれます。
細いフィラメント上には、アクチン以外に、トロポニン、トロポミオシンというタンパク質があり、筋活動の調整機構に関係しています。
またZ線とZ線の間は、ゴム紐のような弾性を持つタイチンフィラメントが連結しておる、筋繊維を伸張すると、このタイチンフィラメントが引き伸ばされて受動的張力を発生すると考えられています。
筋節と滑り説（滑走説）
筋活動によって筋繊維が短縮するときには、A帯の幅は変わらず、隣接するI帯との感覚が狭まります。
このことから、太いフィラメントと細いフィラメントの長さは常に一定であり、これらが互いに滑り合うようにして筋活動が起こると考えられ、このような考え方を滑り説または滑走説と呼びます。
2種のフィラメント間の滑りは、ミオシン頭部がATPを分解しながら、アクチンと結合・解離を繰り返すことによって起こると考えられています。
したがって、収縮張力は筋節の中の太いフィラメントと細いフィラメントのオーバーラップの量に比例して変化する、すなわち、筋節長や筋繊維長に依存して変化することになります。
こうした筋繊維長と張力の関係を長さ-張力関係と呼びます。
筋繊維の長さ-張力関係は、身体内では、関節角度に依存して発揮筋力が変化するような、関節角度-トルク関係を生じる一要因となります。
まとめ
たくさんの方が鍛えたい「筋肉」について説明しました。
今回の内容はあくまで筋肉そのものの解説に過ぎません。
その筋肉がどうやって動くのか、動かすことでどうなるのか、そこから筋トレとはどうすべきなのかと考えていくことができます。
次回は筋肉がどのようにして動くのかを生理学的に説明していきます！→コチラ