「筋線維は3つのタンパク質で構成される」

収縮タンパク質

筋収縮で力を発揮する「収縮タンパク質」には、「ミオシン」と「アクチン」の2種類がある。筋原線維を構成するタンパク質の60％を占めるのがミオシン。細長いミオシン分子が束になることで、1本の太い「ミオシンフィラメント」を形成している。

アクチンも細い線維状のタンパク質で、「トロポニン」「トロポミオシン」とともに「アクチンフィラメント」を構成している。この2つのフィラメントが、ATPをエネルギーとして利用し、筋収縮を起こしている。

［図表5］「収縮タンパク質」の仕組み

調節タンパク質

筋収縮の調節役となっているのが「調節タンパク質」。

「トロポニン」と「トロポミオシン」の2種類がある。筋収縮においては「カルシウムイオン」が必要だが、その調節に担っているのがトロポニン。2本のアクチンの間に並んでおり、カルシウムイオンと結合することで、ミオシンとアクチンをつなげてくれる。

トロポミオシンはアクチンフィラメントの溝に沿って走っており、フィラメントの構造を安定させている。

［図表6］「調節タンパク質」の仕組み

構造タンパク質

筋肉には約10種類の構造タンパク質があり、筋原線維の位置や形状、弾力性、伸展性を維持している。中でも重要なのは「タイチン／コネクチン」で、25,000個以上のアミノ酸から構成され、通常のタンパク質の50倍もの大きさがある。

骨格筋における量はアクチン、ミオシンの次に多く、第3の収縮タンパク質ともされる。この巨大なタイチンが、ミオシンフィラメントの位置を安定させている。

［図表7］「構造タンパク質」の仕組み

「筋トレとは骨格筋の遺伝子が働き出す″スイッチ″である」

筋肥大は、1本1本の筋線維が太くなることで生じるが、それは筋原線維の主役である「収縮タンパク質」のアクチンやミオシン、そして、「調節タンパク質」「構造タンパク質」が増加することを意味する。これらの合成には、それを促す″刺激″が必要だ。

細胞の中には、多くのタンパク質分子が存在する。ここに環境変化が起こると、細胞は生存のためにタンパク質を合成する。

その際には細胞核にある「DNA（デオキシリボ核酸）」の遺伝情報を、「mRNA（メッセンジャーRNA）」という形でコピーし、その情報をもとにアミノ酸を結合していき、必要なタンパク質をつくっている。

DNAという設計図をもとに、アミノ酸という建材から、アクチンやミオシンなどの家を建てているわけだ。

ここでは最初の環境変化が重要となるのだが、筋肉においてその代表格が、激しい運動。トレーニングは、激しい運動に対応するべく遺伝子に″働きなさい″とスイッチを入れることなのだ。

トレーニングを行うと、力学的および化学的な刺激がスイッチとなり、骨格筋内でmTORC1（同書で詳しく解説）が活性化し、遺伝子の転写作業が始まると考えられている。最終的には筋線維が太くなるハイパートロフィー（筋肥大）が実現する。

［図表8］「ハイパートロフィー（筋肥大）」の仕組み

岡田 隆

日本体育大学体育学部

教授・ボディビルダー