筋収縮時のATP分解・熱の発生

こちらのページでは、「筋収縮時のATP分解」と「筋収縮による熱の発生」について、それぞれ解説していく。

筋の収縮時における化学変化は、とても複雑になっている。その一部を以下に示す。

●筋の収縮時における、ATPの分解とエネルギーの発生
ATP（アデノシン三リン酸）がある場合に、ミオシンフィラメント（太いフィラメント）とアクチンフィラメント（細いフィラメント）とが反応することにより、筋の収縮が起こる。

筋の収縮にはエネルギーが必要であり、そのエネルギーはATPが分解されることでつくられる。

分解されたATPは、エネルギーのほかにADP（アデノシン二リン酸）を発生させる。

ATP（アデノシン三リン酸）　⇔　ADP（アデノシン二リン酸）　＋　エネルギー

●CrP（クレアチンリン酸）の分解とエネルギーの発生
筋には、CrP（クレアチンリン酸）が含まれている。筋に含まれているCrPが分解されると、エネルギーが発生する。

このときに発生したエネルギーは、ATPを再合成するときに使われる。

ADP　＋　CrP（クレアチンリン酸）　⇔　ATP　＋　Cr（クレアチン）

●グリコーゲンの分解とエネルギーの発生
筋が収縮する際に酸素の供給が追いついていない場合、筋に含まれているグリコーゲンが乳酸へと分解されるこのとき、同時にエネルギーが発生する。

発生したエネルギーは、CrP（クレアチンリン酸）を再合成するときに使われる。

ATP（アデノシン三リン酸）の分解によって、筋線維の収縮に必要なエネルギーが補われる。

この場合、フィラメントを構成するものであるミオシンの酵素作用によって、ATPの分解が行われる。

筋収縮のときにATPは分解され、発生したエネルギーは運動時に消費される。そのため、長い間運動が続くことで、エネルギーが尽きてしまう。

それを防ぐために、ATPの分解でつくられたADP（アデノシン二リン酸）を、速めにATPに再合成させる必要がある。

ADPをATPに再合成するためには、エネルギーが必要となる。このとき使うエネルギーは、筋肉に含まれているCrPの分解によって発生するエネルギーである。

CrP（クレアチンリン酸）が分解されることで、Cr（クレアチン）とP（リン酸）になる。この2つをCrP（クレアチンリン酸）へと再合成するためには、上記と同じくエネルギーが必要となる。

CrP（クレアチンリン酸）の再合成に必要なエネルギーには、以下の2種類があげられる。

グリコーゲンの分解によってつくられた乳酸は、血液に送られる。血液に含まれる乳酸は、肝臓でグリコーゲンをつくるときの材料となる。

筋の両端を固定して、縮まない状態の筋に刺激を与えたとする。この場合、筋の長さはそのままだが、筋の張力が増える。これを等尺性収縮という。このとき、同時に熱の発生が起こる。

等尺性収縮の場合、筋が刺激されることで発生したエネルギーのうち、すべてが熱へと変えられる。

筋のうち、どちらか一方を固定し、もう一方には、筋が縮むことができるほどの重さのおもりをつけたとする。その状態の筋を刺激した場合、筋は収縮しておもりを引き上げる。この場合の筋の収縮のことを、等張性収縮という。

等張性収縮の場合、筋が刺激されることで発生したエネルギーのうち、約1／4が筋を収縮するために消費される。それ以外の約3／4は、熱へと変えられる。

筋の収縮によって発生した熱は、血流によって体全体へと送られる。そして、生体の体温を保つのに役立つ。