筋組織：種類と構造
筋肉は、アクチンとミオシンフィラメントの配列を介した能動的な収縮に特化した、4つの基本的な組織型の1つです。この項目では、骨格筋、心筋、平滑筋という3つの組織学的分類の筋肉と、それぞれの筋肉が分子フィラメントから組織全体に至るまでどのように構成されているか、また筋肉を神経や隣接細胞に接続するシナプスおよび構造的インターフェースについて説明します。
Definition
筋組織は、細胞質がアクチンとミオシンフィラメントで満たされた収縮性細胞（筋細胞または筋線維）で構成されます。組織学的には、横紋筋（骨格筋と心筋で、規則的に配列したサルコメアを持つ）と平滑筋（目に見える横紋を欠く）に分類され、神経支配と制御のパターンによって随意筋または不随意筋に分類されます。
Scope
この項目では、骨格筋、心筋、平滑筋の比較組織学、すなわち細胞の形状、横紋パターン、核の配置、結合組織の被覆、細胞間および神経伝達の様式について概観します。筋肉を臨床的指導としてではなく、組織学における組織構成のトピックとして捉え、各筋肉の種類、サルコメア、神経筋接合部に関する詳細なトピック項目にリンクしています。
Sub-topics
Core questions
- 骨格筋、心筋、平滑筋を区別する組織学的基準は何ですか？
- 収縮装置はフィラメントからサルコメア、そして筋線維全体へとどのように組織化されていますか？
- 個々の筋細胞は互いに、そして神経系とどのように結合していますか？
- 各筋タイプの構造的組織は、その機能的役割とどのように関連していますか？
Key concepts
- 3つの筋タイプ：骨格筋、心筋、平滑筋
- 横紋構造と非横紋構造
- 随意制御と不随意制御
- サルコメア：横紋筋の収縮単位
- 結合組織の被覆（筋内膜、筋周膜、筋外膜）
- 介在板と心筋における電気的結合
- 神経筋接合部と運動神経支配
Mechanisms
すべての筋肉は、ATP依存性の架橋サイクルによって駆動され、細胞内カルシウムの上昇によって引き起こされる、アクチン（細い）フィラメントがミオシン（太い）フィラメント上を滑走することによって力を発生させます。これら3つのタイプは、この機構がどのように配置され、制御されるかという点で異なります。骨格筋と心筋は、フィラメントを繰り返すサルコメアに組織化し、横紋を生成しますが、平滑筋はフィラメントを密体（dense bodies）に固定し、秩序だった横紋を欠いています（Schiaffino & Reggiani, 2011; Webb, 2003、トピック項目で議論されているように）。横紋筋では、カルシウムは細いフィラメント上のトロポニン-トロポミオシン系を介して作用します。平滑筋では、カルシウムは主にミオシン軽鎖キナーゼとホスファターゼ活性のバランスによって設定されるミオシン軽鎖リン酸化を介して作用します（Somlyo & Somlyo, 2003）。心筋細胞は、機械的結合と電気的連続性のためのギャップ結合を組み合わせた介在板によって端と端が結合されていますが（Vermij et al., 2017）、骨格筋線維は神経筋接合部で個別に活性化されます。
Clinical relevance
筋肉の正常な組織学的構造を理解することは、健康科学において生検所見、線維型変化、変性または炎症性変化を解釈するための参照基準となります。この項目は、教育的な方向付けのために構造と組織を記述するものであり、診断や個別の治療決定の根拠となるものではありません。
Evidence & guidelines
この項目における記述は、臨床ガイドラインではなく、古典的および現代の組織学および生理学の文献に基づいています。比較線維および組織の構成は、生理学レビューの資料（Schiaffino & Reggiani, 2011; Somlyo & Somlyo, 2003）でレビューされ、標準的な組織学の教科書（Mescher, 2018）にまとめられています。
History
筋肉の横紋筋と平滑筋への組織学的分類は19世紀の顕微鏡学に遡り、横紋筋収縮の滑走フィラメント説は20世紀半ばに確立されました。その後の数十年で、サルコメアの収縮性および調節性タンパク質、そして平滑筋と横紋筋を区別するカルシウム依存性調節を含む、各タイプの分子構造が洗練されました。
Related topics
Seminal works
- schiaffino-2011
- somlyo-2003
- vermij-2017
Frequently asked questions
- 筋組織には何種類ありますか？
- 組織学的には3種類が認識されています：骨格筋（横紋筋、随意筋）、心筋（横紋筋、不随意筋）、平滑筋（非横紋筋、不随意筋）です。
- 骨格筋と心筋が顕微鏡下で縞模様に見えるのはなぜですか？
- それらのアクチンとミオシンフィラメントは、規則的に繰り返されるサルコメアに配置されており、その整列した帯が目に見える横紋を生成します。平滑筋にはこの秩序だった配置がなく、均一に見えます。