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ブログ.35 NCSA取得への道その1 筋系、神経系、骨格系の構造と機能①

[2024.05.20]

皆様おはようございます。昨日は名古屋のさいとう整形外科リウマチクリニックで私が最も信頼する仲間の先生方とセミナーを行ってまいりました。

朝9時から始まり終了が午後5時という長丁場のセミナーでしたがあっという間に終わり清々しい気持ちでいっぱいです。当院は全国各地の信頼できる先生方にもご紹介できます^^

常に勉強ですね!さあ今日も頑張るぞー!ということで

 

 

今週からはNSCA取得のための勉強ブログを載せます。

1回目は筋系、神経系、骨格系の構造と機能

を勉強していきましょう。

 

まずは筋肉ですが

筋肉 そもそも筋肉って必要なの?ってとこです

筋肉量は30歳をすぎた頃から次第に減り始め、80歳の時点ではいちばん筋肉量があった時から6割〜7割も減った状態になってしまいます。そうなるとどうなると思いますか?

そうです、簡単に考えれば歩けなくなったり、立ち上がれなくなったりします。

いわゆるサルコペニアという状態です。筋肉はほかにも体を動かすというだけではなく、体を守る、基礎代謝をあげる、血液やリンパの循環を促すなど、様々な働きをしています。

その大事な臓器である筋肉ですが、70過ぎてからでも筋肉は付きます

遅くないのです!!

では、その筋肉の仕組みを見ていきましょう。まずは細かい細胞レベルのところから見ていきます。

個々の骨格筋は筋外膜に包まれていて、筋はさらに筋線維束という単位に分けられそれを覆っているのが筋周膜となります。さらに筋線維束内の個々の筋線維は筋内膜という組織で覆われています。

さらに細かく見ていくと筋線維はそれぞれが1つ1つの細胞で構成されています。筋繊維の中にはさらに筋原線維がありミオシンフィラメントとアクチンフィラメントからなっています。筋線維は刺激を受けると常に収縮します。

アクチンをサルコメア中央部に引き寄せようとして、サルコメアの収縮から筋肉の収縮が起きます。サルコメアは筋の基本的な収取単位とされています。

 

 

筋肉の収縮は主に二つの筋フィラメント、アクチン(薄いフィラメント)とミオシン(太いフィラメント)の相互作用によって行われます。これらのフィラメントは筋繊維の中で特徴的な構造であるサルコメア内に整列しています。

 

ミオシンの構造と機能

ミオシンフィラメントは、多くのミオシン分子から構成され、それぞれの分子は頭部と尾部を持っています。頭部にはATPase活性があり、ATPの加水分解を行います。このエネルギーを用いて、ミオシン頭部はアクチンフィラメントに結合し、その後方向へ力を発揮してアクチンを滑らせる「パワーストローク」と呼ばれる運動を行います。

アクチンの構造と機能

アクチンフィラメントは、個々のアクチン分子が連なってできており、トロポミオシンとトロポニンというタンパク質が結合しています。これらのタンパク質はカルシウムイオンの濃度に応じてアクチン上のミオシン結合部位の露出を調節し、ミオシンの結合をコントロールします。

収縮メカニズムの概要

  1. 神経刺激の受け取り:神経からの信号が筋肉に伝わると、カルシウムイオンが放出されます。
  2. カルシウムイオンの役割:放出されたカルシウムイオンはトロポニンに結合し、トロポミオシンが移動してアクチンのミオシン結合部位を露出させます。
  3. クロスブリッジの形成とパワーストローク:ミオシン頭部がアクチンに結合し(クロスブリッジ形成)、ATPが加水分解されることで頭部がアクチンに沿って動きます(パワーストローク)。これによりアクチンフィラメントは中心(M線)に向かって引っ張られます。
  4. フィラメントの滑走:上記の過程が繰り返されることで、アクチンとミオシンフィラメントが相互に滑り合い、サルコメアが短縮し、全体としての筋収縮が生じます。

 

さてでは、この筋収縮ですが

みなさんが筋トレをするときに意識している筋肉はどのような活動をしているのでしょう。ダンベルを持ち上げたときにその筋肉には3通りの筋活動があります。

  • 収縮性筋活動

ダンベルの重さに抵抗しながら収縮していてその負荷は筋肉の発揮する力とは逆方向に作用してます。

このとき、筋肉の発揮する力が逆方向に作用する外的負荷を上回った時の筋活動を

収縮性筋活動といいます

  • 伸長性筋活動

逆に、筋肉の発揮する力が外的負荷を下回った時には、筋は短縮しようとしながら伸長されています。

これを伸長性筋活動といい

  • 等尺性筋活動

筋肉の発揮する力が外的負荷と等しい時には等尺性筋活動といいます。この場合、筋肉は短縮も身長もせず、長さに変化は起きません。

 

レジスタンストレーニングにおいては効果を最大限に発揮するためには、短縮性筋活動も伸長性筋活動も大事であると言われています。

 

そして筋肉の収縮特性には最大筋発揮能力と筋線維の効率性の2つがあり筋繊維は2つのタイプによって分けられます、遅筋は赤筋とも呼ばれ、持久力が高い筋線維です。赤い色をしているのは、ミオグロビンが豊富に含まれているためです。このミオグロビンは酸素を筋肉に供給する役割を果たし、酸素を利用したエネルギー供給(有酸素代謝)によって筋肉を動かします。そのため、遅筋は長時間の運動に適しており、疲労しにくいという特徴があります。具体的な例としては、マラソンやウォーキングなどの長時間にわたる持久運動が挙げられます。また、遅筋は比較的小さい筋線維で、収縮速度は遅いですが、長時間安定して力を発揮する能力に優れています。

一方、速筋は白筋とも呼ばれ、速筋線維はミオグロビンが少なく、白っぽい色をしています。速筋は酸素を使わない無酸素代謝(グリコーゲンを利用)によってエネルギーを生成します。これにより、短時間で爆発的な力を発揮することができますが、すぐに疲労してしまうという特徴があります。速筋は短距離走や重量挙げなど、短時間で高強度の力を必要とする運動に適しています。速筋は遅筋に比べて大きく、収縮速度が速いです。速筋にはさらに、持久力がやや高いタイプIIaと、非常に短時間で最大の力を発揮するタイプIIb(タイプIIx)に分類されます。

トレーニングの観点から見ると、遅筋は持久力トレーニング、例えばエアロビクスや長距離走で強化されます。一方、速筋は高強度インターバルトレーニング(HIIT)、ウェイトトレーニング、スプリントトレーニングなどによって強化されます。

このように、遅筋と速筋はそれぞれ異なる特性を持ち、異なる運動や活動に適しています。それぞれの特性を理解し、目的に応じたトレーニングを行うことで、効果的に体を鍛えることができます。

 

では次回は神経と筋肉についてお勉強をしましょう。

ではでは

 

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