骨格筋と心筋の興奮収縮連関の違いは?

骨格筋と心筋は、同じ横紋筋ですが、その興奮収縮の流れは細胞外からのCa2+の流入が必要か否か、で少しだけ異なります。

まず横紋筋という同じくくりで見てみると、その収縮の開始は以下の流れによります。

①筋細胞膜が脱分極し活動電位が発生する
②活動電位が筋小胞体のCa2+チャンネルに伝達される
③Ca2+チャンネルが開口し、筋形質のCa2+濃度が上昇する
④Ca2+がトロポニンCに結合し、構造変化を起こす
⑤トロポニンがトロポミオシンの位置をずらし、ミオシン頭部がアクチンと結合する
⑥アクチン-ミオシンサイクルが開始され、筋繊維が収縮する

そして、筋収縮の終了は上記と逆の流れとなります。

①Ca2+が筋小胞体内へ輸送され、筋形質のCa2+濃度が低下する
②Ca2+がトロポニンCから離れ、構造変化が元に戻る
③アクチン-ミオシンサイクルが停止され、筋繊維が弛緩する

興奮収縮の流れを図に示すとこのようになります。

図:興奮の伝達と筋収縮(興奮収縮連関)
骨格筋と心筋の興奮収縮連関の違いは?

活動電位は、上の図のT菅を通じて筋小胞体に伝えられます。
骨格筋はT菅の脱分極により、直接的に筋小胞体からCa2+を取り出すので、脱分極誘発性Ca放出と呼ばれます。また、このときT菅と筋小胞体との連絡に関する構造は筋小胞体フットと呼ばれます。

一方、心筋の場合、筋小胞体の放出には、細胞外からのCa2+の流入が必須となっています。これをCa誘発性Ca放出と呼びます。つまり、心筋は細胞外のCa2+を高めれば収縮力が増すということになります。この機構をうまく利用した心不全の特効薬の例がジギタリス製剤となります。
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したがって、脱分極誘発性Ca放出Ca誘発性Ca放出か、これらが両者の大きな違いとなるわけです。

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