筋線維の形態的特徴について

筋の形態は、張力発生能力、可動域、短縮速度に著しい影響を及ぼします。機能に影響を及ぼす形態的特徴として、筋線維中の筋節の配置、筋中の筋線維の構造、骨格に対する筋の配置があげられます。単一の筋線維を取り上げて言えば、直列や並列に連なる筋節の長さの違いがあります。

筋線維の機能的性質

直列に並ぶ筋節の数は筋原線維の長さ、つまり筋線維の長さを決定します。筋線維の動きの範囲と最大短縮速度は直列の筋節の数に比例します。筋原線維が発揮できる力は筋節の平均張力に等しく、筋節の数には影響を受けません。しかし筋線維の最大張力は並列の筋節の数に依存し、したがって筋線維の横断面の面積に依存します。

筋というレベルでは、筋の張力方向に対する筋束の方向や、筋の長さに対する筋線維の長さにより、筋線維の機能的性質が変化します。大部分の筋では、筋束は張力方向に平行になっておらず、羽状配列で扇形に広がっており、筋束の羽の角度は、上腕二頭筋や縫工筋の0°からヒラメ筋の約30°とさまざまです。羽状角が増大すると一定容量の中により多くの筋線維が入るため、大きな角度の筋はより多くの並列の筋原線維をもち、そのため大きな横断面積をもちます。このような筋はより大きな張力を発生することができますが、羽状筋の筋線維は一般的に短く、非羽状筋に比べ最大短縮速度は小さくなります。

筋線維の長さと横断面積

筋線維の長さと横断面積は身体部位で大きく異なり、したがって個々の筋の収縮特性も著しく異なります。例えば、下肢では筋線維の長さはヒラメ筋の20mmから縫工筋の460mmまで、横断面積は縫工筋の200m㎡からヒラメ筋の5800m㎡までの幅があります。また、機能的に結びつきのある筋は、お互いを補い合うように構成される傾向にあります。例えば大腿四頭筋と膝屈筋では、大腿四頭筋は大きな羽状角と横断面積、短い筋線維で構成され、膝屈筋は小さな横断面積、長い筋線維で構成されます。