筋肉の伸縮に伴うエネルギーは何処から供給されますか

質問

生体物質のことは全くわからないので質問する資格も無いかも知れませんが、ナノバイオとか言う学際領域をやっている人たちは筋肉の伸縮は
生体温度の持つゆらぎエネルギーを使っていると主張している人たちが
大勢おられるように思えます（私の思い違いかも知れませんが）。筋肉が力を発生するときナノサイズの構造的ヒッカカリを利用して互いの筋肉を滑らすように細胞を自由にしたり硬直させたりする情報を与えているようです。エネルギーはこの情報を与えるために使われ、力学的に負荷がかかった状態で滑らすのはあくまでゆらぎエネルギーであるらしいのです。だから単純な動きに対しては効率が良いということです。物理をやっている人は少し第２法則に照らし合わせて抵抗感があると思うのですが、本当はどういう仕組みになっているのでしょうか。大変重要な問題のように思うのですが私の思い違いも含めて御指導頂ければ幸いです。

回答No.5

leo-ultra

私は生物は門外漢で、無機材料系のナノテク屋で、生体がゆらぎエネルギーを利用しているという説をよく理解しておりません。

しかし質問者が複数の回答者の方から、「初耳」だとか「デタラメ」と言われているのを読んで、若干コメントしたくなりました。

この説は私はいまいち理解できないのですが、ナノバイオの分野ではどうも主流の考え方のようです。第一人者としては阪大医学部の柳田敏夫先生で、関連する話で日本学士院賞を受賞されているから、少なくとも現在は多数派意見でしょう。

複数の回答者がおっしゃっている話は、僕がうん十年前に大学生だった時に生化学の講義で丸山先生の教科書かなにかで習ったのと同じような内容ですね。（数十年前の説）

この説はマクロに見ると未だに正しいようですが、ミクロに見た場合、最近は、ゆらぎで説明されるようです。

生物を専門とされる方がご存知ないとは、未だにナノバイオと生物学の間の交流は上手くいってないのですかね。

参考URL：

http://www.phys1.med.osaka-u.ac.jp/

お礼

だいぶ時間がたってしまいましたがやはり別の方からはご回答が得られませんでした。私の疑問をご理解いただいてありがとうございました。
また別の形で質問を投げかけて見たいと思います。ジャンルも少し工夫してみます。ありがとうございました。

補足

ご回答ありがとうございました。私がちゃんとゆらぎ理論を理解していないため的確なポイントをついた質問が出来ず生物学の研究者の方々が誤解されたのかも知れません。しかし質問の仕方がどうであれゆらぎエネルギーの生物学的効果を両方の研究者が論じる必要があるとleo-ultraさんに御指摘して頂いた気がします。生物学や物理学のかたがたの御意見が聞ければ良いのですが、もう少し待ってみます。

回答No.4

TTOS

#2さんへの補足を見て、追加します。

筋肉の収縮方向は決まっています。
外部からはエネルギー源としてグルコースが与えられ、エネルギーはATPに変換されます。
筋収縮の刺激は神経などから伝えられ、それは筋小胞体からカルシウムイオンを放出させ、カルシウムイオンが筋収縮を始めさせます。このときATPが分解されますが、ATPが筋収縮を制御しているわけではありません。

カルシウムイオンを回収することで筋収縮が終わりますが、カルシウムイオンを放出する頻度を変えることで筋収縮の強さを調節できます。

腕を曲げたり伸ばしたり、運動の方向をコントロールする作業は、どの筋肉を収縮させるかという神経の働きです。
腕を曲げるためには屈筋が収縮し、伸ばすためには伸筋が収縮します。筋肉の作用は収縮だけです。

回答No.3

TTOS

http://www.tmd.ac.jp/artsci/biol/textlife/signal.htm#top

http://www.jst.go.jp/topics/20070723/index.html

筋収縮が「ゆらぎエネルギー」？
初耳です。

ATPの分解によってタンパク質の立体構造が変化し、ミオシンのレバーアームがアクチンフィラメントを引き込みます。

ATPは呼吸によって供給されます。
エネルギーをプールしていたクレアチンリン酸もATPにエネルギーを供給します。

回答No.2

noname#40064

＃１です。
＞筋肉の伸縮に伴うエネルギーは何処から供給されますか
答えわすれていました。

筋肉内に貯蔵されたグリコーゲンを分解、クレアチンリンサンの分解、
激しい運動時は嫌気呼吸の３パターンを行ってエネルギーを得ています。

補足

補足のご回答感謝いたします。力はベクトル量、エネルギーはスカラー量ですね。どちらへ筋繊維が移動または吸い込まれるかは生物の意思が神経細胞を通じて決めることだという理解で良いでしょうか。そのとき動くためにはエネルギーと運動量の両方が必要ではと思うのです。分子の熱ゆらぎはその両方を持っていると思いますがランダムなので、人の意思を筋繊維の動きに反映させるにはランダムな動きを高速に制御する
必要があると思われます。その制御にＡＴＰのエネルギーが使われ、筋繊維の実際の動きに伴うエネルギーは熱エネルギーが起源であると言われています。ご専門の立場からコメントお願いします。

回答No.1

noname#40064

生物専門の人間としては
ATPを消費して筋を動かしていると言いたくなりますが・・・。

筋の支配ですが、骨格筋に限定すればすべての筋繊維が神経支配を受けて、その刺激によって収縮しています。
収縮しているときは細胞が縮むのではなく筋線維が滑り込むためです。

というわけで私からするとさっぱりデタラメのように思うのですが・・。

補足

ご回答ありがとうございました。筋繊維が滑り込む仕組みが良く判らないのです。縮むのではなく滑り込むとすれば、そのとき力はどちらの方向に働くのでしょうか。またそのときの反作用はどの部分が担うのでしょうか。ナノバイオをやっている人達はその滑り込む時の動きに直接
エネルギーを与えるのが熱ゆらぎエネルギーであり、これが力＊変異＝仕事をして一歩一歩ポテンシャルの障壁を乗り越えていくと言っています。揺らぎのエネルギーは振動しているため逆方向の動きになる瞬間にはポテンシャルの壁に筋繊維が緊張して引っかかっていなければなりません。この命令を与えるのにＡＴＰのエネルギーを使っていると主張しているように感じるのですが、やはり生物学的に見て全くおかしいでしょうか。ご教授お願いします。