骨格筋収縮と平滑筋収縮の大きな違いは、骨格筋収縮がトロポニンへのカルシウムの結合によって起こるのに対して、平滑筋収縮はカルモジュリンへのカルシウムの結合によって起こることである。
さらに、骨格筋収縮のカルシウム源は筋小胞体の細胞内カルシウムであるのに対し、平滑筋収縮のカルシウム源は筋小胞体の細胞内カルシウムとカルシウムチャネルを通じて細胞内に入る細胞外カルシウムです。
さらに、骨格筋の収縮時には、神経伝達物質によって発生する活動電位によってカルシウムの放出が開始されるのに対し、平滑筋の収縮時には、自然活動電位と神経伝達物質が細胞膜上の受容体に結合することによって発生する活動電位の両方によってカルシウムの放出が開始される。
動物の体内で起こる筋収縮機構は3種類あるが、骨格筋収縮と平滑筋収縮はそのうちの2種類です。
一般に、体の外部と内部の運動を担っている。
主な対象分野
- 骨格筋の収縮とは
– 定義、メカニズム、重要性 - 平滑筋収縮とは
– 定義、メカニズム、重要性 - 骨格筋収縮と平滑筋収縮の類似点とは？
– 共通点の概要 - 骨格筋収縮と平滑筋収縮の違いとは？
– 主な違いの比較
この記事の重要な単語
カルシウム、カルモジュリン、骨格筋収縮、平滑筋収縮、トロポニン
骨格筋の収縮とは？
骨格筋収縮は、動物の体内で発生する3種類の筋収縮のうちの1つです。
さらに、これらの筋肉は腱を介して骨に付着している。
骨格筋は、体性神経系によって収縮が制御されている筋です。
したがって、骨格筋を支配する運動ニューロンのシナプス入力が、骨格筋の収縮を担っている。
骨格筋の収縮は、身体部位の外部運動を担っている。
さらに、骨格筋の張力発生部位は筋繊維です。
しかし、1つの運動ニューロンが複数の筋繊維を支配し、同時に収縮させる。
さらに、運動ニューロンは活動電位に応答して、神経筋接合部のシナプス間隙にアセチルコリンを放出する。
このとき、ナトリウム/カリウムチャネルが活性化され、筋繊維が脱分極する。
その後、この脱分極によって筋小胞体内のカルシウムイオンが細胞質に放出され、トロポニンCとの結合が可能になり、それまでトロポミオシンによってブロックされていたアクチンの活性部位が解除されるのである。
最終的には、ミオシンとアクチンの結合により骨格筋の収縮が起こる。
平滑筋の収縮とは？
平滑筋収縮は、筋収縮の2番目のタイプです。
基本的には筋原性であり、第3のタイプである心筋の収縮と同じです。
つまり、平滑筋も心筋も収縮は不随意であり、自律神経系によって調節されている。
しかし、それらの筋収縮の基本的なメカニズムは骨格筋のそれと類似している。
したがって、平滑筋細胞の脱分極により、細胞内カルシウムイオンが筋小胞体から細胞質へ放出される。
しかし、平滑筋の細胞質カルシウムの供給源は、細胞内カルシウムイオンだけではない。
図2：平滑筋の収縮
さらに、平滑筋細胞はカルシウムイオンの流入により、自ら活動電位を発生させている。
したがって、細胞質カルシウムイオンの第2の供給源は、この細胞外カルシウムです。
平滑筋細胞はトロポニンやトロポミオシンを含んでいない。
しかし、細胞質カルシウムはカルモジュリンと結合する。
また、カルシウム-カルモジュリン複合体の濃度が上昇すると、ミオシン軽鎖複合体が活性化され、ミオシン頭部の軽鎖がリン酸化される酵素が働きます。
その後、リン酸化された頭部は、親和性や細いフィラメント上の活性部位を増加させ、それに結合することで収縮を開始させる。
骨格筋と平滑筋の収縮の類似性
- 骨格筋収縮と平滑筋収縮は、身体のさまざまな動きを担う3種類の筋収縮のうちの2つです。
- 一般に、神経終末は活動電位に反応して神経伝達物質を放出する。この神経伝達物質がカルシウムを放出し、アクチン-ミオシン複合体が互いにスライドする収縮プロセスを開始させる。
- 収縮を停止させるために、カルシウムは筋小胞体に戻される。
骨格筋と平滑筋の収縮の違い
定義
骨格筋収縮は骨格筋線維内の張力発生部位が活性化すること、平滑筋収縮は平滑筋内の張力発生部位が活性化することを指す。
発生状況
また、骨格筋は骨や腱に付着して発生する。
一方、平滑筋は胃、腸、膀胱、子宮、血管の壁などに存在する。
カルシウムの供給源
骨格筋の収縮に必要なカルシウム源は、筋小胞体の細胞内カルシウムです。
しかし、平滑筋の収縮のためのカルシウム源は、筋小胞体の細胞内カルシウムとカルシウムチャネルを通して細胞内に入った細胞外カルシウムです。
制御機構
骨格筋の収縮時には、神経伝達物質によって発生する活動電位によってカルシウムの放出が開始され、平滑筋の収縮時には、自然活動電位と神経伝達物質が細胞膜上の受容体に結合することによって発生する活動電位の両方によってカルシウムの放出が開始されます。
収縮のメカニズム
さらに、骨格筋の収縮はトロポニンにカルシウムが結合することで起こり、平滑筋の収縮はカルモジュリンにカルシウムが結合することで起こる。
収縮の種類
骨格筋収縮は随意筋収縮の一種であり、平滑筋収縮は不随意筋収縮の一種である。
神経
体性神経系は骨格筋の収縮を調節する役割を担っている。
自律神経系は平滑筋の収縮を調節する役割を担っている。
重要性
骨格筋の収縮は身体の外側の動きに重要であり、平滑筋の収縮は臓器で行われる内側の動きに重要です。
結論
骨格筋収縮は、体性神経系によって制御される随意筋収縮の一種である。
また、骨格筋細胞は活動電位に応じて細胞内カルシウムがトロポニンと結合し、収縮する。
一方、平滑筋収縮は、自律神経系によって制御される不随意筋収縮の一種である。
しかし、平滑筋細胞は、細胞内カルシウムと細胞外カルシウムの両方を用いてカルモジュリンと結合し、収縮する。
したがって、骨格筋収縮と平滑筋収縮の主な違いは、そのメカニズムと重要性にある。
