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Medi-learning

運動器系 — 細胞内小器官

サルコメア構造

運動器の特化小器官 — 力学装置と骨リモデリング装置 サルコメア帯構造 (拡大、Z-Z 間) Z Z M I 帯 A 帯 (太+細 重複) I 帯 titin (緑線) は Z↔M を架橋し受動張力 骨格筋: triad (2 dyad + T 細管) — A/I 帯境界 サルコメア (筋線維) SR term T 管 SR term triad (SR-T-SR) → DHPR が機械的に RyR1 を直接開口 骨格筋: 直接機械結合 (CICR ではない) 心筋: dyad で CICR 破骨細胞 ruffled border 骨表面 (HA 結晶 + コラーゲン) 波状縁 (ruffled border) sealing zone (actin ring) + H+-ATPase + CTSK 骨芽細胞: 拡張 rER + ゴルジ 粗面 ER (リボソーム dot) I 型コラーゲン大量分泌 → 細胞外 procollagen peptidase で線維形成 疾患マッピング titin truncating (TTNtv) 拡張型心筋症 最頻原因 MYH7 / MYBPC3 肥大型心筋症 DMD (dystrophin) デュシェンヌ型筋ジス CACNA1S 悪性高熱症 (DHPR) RYR1 悪性高熱症 / 中心軸空胞病 COL1A1/2 骨形成不全症 (OI) CTSK 大理石骨病亜型
運動器特化小器官 — サルコメア + triad + 破骨 ruffled border + 骨芽 rER
ミオシン cross-bridge cycle — 1 サイクルで ATP 1 分子 → ~10 nm 滑走 ① ATP 結合 ミオシン頭部に ATP 強力結合状態を解消 ② アクチン解離 頭部が薄フィラから外れる 滑走可能状態 ③ コック化 ATP → ADP + Pi 加水分解 頭部が高エネルギー化 ④ アクチン結合 Ca²⁺ → TnC → TnT → トロポミ 脱抑制 → 結合部位露出 ⑤ Pi 放出 強力結合 (rigor 前段階) ⑥ パワーストローク ADP 放出 → 屈曲 ~10 nm 滑走 死後硬直 (rigor mortis) ATP 枯渇 → ①が起きず強力結合のまま固着 → 数時間後に蛋白分解で緩解 薬理介入 mavacamten: ミオシン阻害 → 肥大型心筋症 (HCM) omecamtiv mecarbil: ミオシン活性化 → HFrEF
ミオシン cross-bridge cycle — ATP 加水分解と滑走の連結
構造説明
Z 線サルコメア境界、α-actinin
I 帯thin (アクチン) のみ
A 帯thick (ミオシン) + 重複
M 線thick 中央係留
H 帯thick のみの A 帯中央
titinZ 線→M 線、受動張力

T 細管 + 筋小胞体: triad

  • 骨格筋では A 帯-I 帯境界に triad(T 細管 + SR 終末槽 2 つ)
  • 心筋とは異なり1サルコメアあたり 2 triad(心筋は Z 線で 1 dyad)

E-C coupling

  • T 細管の DHPR が脱分極を感知 → 機械的に RyR1 を開口(CICR ではなく direct mechanical coupling)
  • 心筋とは E-C coupling の機序が違う重要点

破骨細胞: ruffled border

  • 骨表面に接着、sealing zone(actin ring)で封じ込め
  • 波状縁 (ruffled border) に H+-ATPase で H+ 放出 → 局所 pH < 5
  • リソソームから cathepsin K 分泌 → コラーゲン分解

骨芽細胞の小器官

  • 高度に発達した粗面 ER + ゴルジ → I 型コラーゲン大量分泌
  • 分泌された前駆 type I collagen は細胞外で procollagen peptidase で切断 → 線維形成