今回の練習問題は、筋収縮のメカニズムの流れを思い出しつつ解いていきましょう。

筋収縮のメカニズムでは、まず最初に、運動神経から筋繊維へ興奮が伝わります。
運動神経の神経終末からは神経伝達物質が分泌されました。
この神経伝達物質をアセチルコリンといいます。

アセチルコリンが筋繊維に作用すると、筋繊維にNa⁺が流入します。
すると、この刺激がある構造に作用することで、そこからCa²⁺が放出されます。

Ca²⁺を放出する構造は、筋小胞体です。
筋小胞体はCa²⁺を大量に蓄えていることが特徴です。
また、Ca²⁺は筋繊維の外へは放出されず、細胞質中にのみ放出されることも覚えておきましょう。

細胞質中に出されたCa²⁺は、筋原繊維に作用します。
すると、筋原繊維を構成するアクチンフィラメントの一部の構造を変化させます。

Ca²⁺が構造変化を起こす部分とは、トロポミオシンです。
トロポミオシンは、普段は、アクチンフィラメントとミオシンフィラメントが結合しないように間に割り込んでいるタンパク質です。
また、名前に「ミオシン」と付いていますが、アクチンフィラメント上にあるものです。

もう１つポイントがあります。
Ca²⁺はトロポミオシンの構造を変化させますが、Ca²⁺が結合するのは、トロポミオシンがもつトロポニンという部分です。
トロポミオシンとトロポニンを間違えないように注意しましょう。

トロポミオシンが構造変化を起こすと、アクチンフィラメントとミオシンフィラメントが結合できるようになります。
すると、それぞれはエネルギーを消費して位置のずれを起こすのです。

このときのエネルギー源はATPです。
また、ATPを分解する酵素は、ミオシンフィラメントの先端にあたるミオシンヘッドにあります。

アクチンフィラメントとミオシンフィラメントが結合することで、ATP分解酵素は活性化します。
活性化したATP分解酵素は、周囲のATPを分解してエネルギーを取り出します。
このエネルギーを利用して、アクチンフィラメントとミオシンフィラメントは、ミオシンヘッドの部分で位置のずれを起こすことができるようになるのです。

筋収縮のメカニズムをしっかりとおさえましょう。