筋線維の壊死と再生

筋線維の壊死は、細胞膜の破壊から始まります。このとき、細胞膜を裏打ちしているジストロフィンとよばれる、細胞膜の安定・強化に働くタンパク質の破壊も同時に起こります。細胞膜が破損すると、細胞内に高濃度のCa2+が流入します。そのため、筋原線維は過度に収縮し、丸みをもちます。このときの筋線維は硝子様にみえるため、opaque線維ともよばれます。

筋線維の壊死は節状に起こる。

また、高濃度のCa2+は細胞内のCa2+依存性タンパク質分解酵素を活性化し、筋原線維構成タンパク質の変性が始まります。変性した筋原線維構成タンパク質はマクロファージにより除去されますが、この際、筋線維と筋線維の間隔が拡大し、組織の浮腫が認められます。マクロファージは筋線維の細胞内に浸潤し、細胞内部から変性した筋原線維構成タンパク質を貪食、消化していきます。マクロファージの活動は、筋線維の壊死から約48時間後にピークを迎えます。このとき重要なのは、筋線維の壊死が節状に起こることです。つまり、筋線維の一部が壊死を起こしても筋線維の端から端まで全てがマクロファージに貪食・消化されるのではなく、部分的な壊死に留まり、また再生、修復されます。これは、筋線維が巨大な多核細胞であると同時に、強力な再生能力をもつことに由来します。

筋線維の再生

筋線維の再生は、筋線維周囲に予め存在する筋サテライト細胞の働きによります。筋サテライト細胞は、マクロファージの活動の終了を待たずに活動を始め、筋芽細胞に分化して増殖を繰り返します。この時期の壊死した筋線維は、マクロファージと筋サテライト細胞、または筋芽細胞に埋め尽くされます。筋芽細胞の増殖がある程度進行すると、次に筋芽細胞同士の融合が始まります。融合した細胞を筋管細胞といいます。壊死から72時間後になうと、筋管細胞がはっきりと観察されるようになります。その後、筋管細胞は壊死した筋線維の両端を繋ぎあわせるように融合し、筋線維を再生させます。

再生された筋線維は細胞核が中心にあることが特徴で、これを中心核線維と呼びます。筋線維の再生の過程では、筋芽細胞や筋管細胞が再生する筋線維と融合せず、そのまま成長して新たな筋線維が生まれたり、周囲の無傷な筋線維と融合して筋肥大を起こしたりします。これは筋力トレーニング効果の一要因となります。