今回は、筋肉の収縮曲線について見ていきましょう。

筋肉の収縮曲線とは、筋肉が収縮している様子を記録したグラフです。
筋肉の収縮曲線は、どのようにして観察することができるのでしょうか？
次の図を見てください。

これは、筋肉の収縮を観察するための装置です。
観察装置において、収縮の様子を観察するための筋肉を特に神経筋標本といいます。

神経筋標本は、ただの筋肉ではありません。
図で、筋肉の横からひものようなものが伸びているのが分かりますか？
これは運動神経です。

筋肉を収縮させるためには、運動神経を通して筋肉に刺激が伝えられる必要があります。
そのため、筋肉の収縮曲線を観察するときには、運動神経が付属した筋肉を用意するのです。

図で、筋肉の下にはペンがついています。
筋肉が収縮するときは、１つ１つの筋繊維が短くなることが特徴でしたね。
電極から与えられた刺激によって筋肉が収縮すると、筋肉がぎゅっと縮むことによってペン先が上がります。

一方、ペン先は回転ドラムに巻かれた記録用紙に接しています。
筋肉が収縮する様子は、筋肉につながったペンによって記録用紙にグラフとして描かれるのです。
また、観察装置にはおんさや電極も含まれており、それぞれの先端にもペンがついています。

次の右図は、実験によって記録用紙に描かれるグラフの例です。
グラフは、各装置が時間によって変化する様子が左から右に向かって描かれています。

①のグラフは、筋肉の収縮の変化を記録したものです。
筋肉が収縮して短くなると、筋肉についたペンが上がることによってグラフは右上がりになっていきます。
一方、筋肉が弛緩して元の長さに戻ると、ペンが下がることによってグラフは右下がりになるのです。

②のグラフは、おんさの振動の波形を記録したものです。
これは時間を測定するために使われます。
おんさを鳴らすと、規則的に振動して、山と山の間隔が決まった波形が観察されることが特徴でしたね。
そのため、収縮が始まったタイミングや、収縮している時間を測定するためにおんさが付いているのです。

③のグラフは、電極によって刺激を与えた時間を記録したものです。
①と③のグラフを比べると、電極から電流が流れて少し経ってから筋肉が収縮することが分かりますね。
電極から電流が流れるタイミングと、筋肉が収縮し始めるタイミングには、ずれがあるということです。
そのため、電極が電流を流したタイミングを記録しているのです。

記録用紙には、３種類のグラフが同時に記録されます。
これらのグラフによって、筋肉の収縮の様子を観察をすることができるのです。

特に、①のグラフを筋肉の収縮曲線といいます。
次で、筋肉の収縮曲線の特徴や種類に注目します。