Muscle 的微觀結構好像已經學過好幾遍了，但我還是搞不清那幾個 band 和 line 在幹什麼。這次好好地學一遍，想辦法弄清楚以後不要再忘。
先從宏觀的結構開始看。我們所謂的 muscle 是由 muscle fibers（肌肉纖維） 由 connetive tissue 綁成一束束形成的。一個肌肉細胞（single muscle cell）就是一條 muscle fiber。Muscle fiber 又是由 myofibril（肌原纖維）構成，myofibril 上的 sacomere（肌節）是肌肉收縮的最基本單位。Sacomere 主要由兩種 filaments 構成，由 myosin（肌凝蛋白）構成的 thick filament 和 actin（肌動蛋白）、troponin（肌鈣蛋白）、tropomyosin（原肌凝蛋白） 構成的 thin filament。
先細說下 thick filament 的結構，myosin 先是組成 heavy chain 和 lignt chain，再組成兩個頭一條尾巴的結構。頭上有 actin binding sites 和 ATP binding sites（myosin-ATPase，水解結合的 ATP，提供能量），構成對於 contraction 很重要的 cross-bridge（橫橋）。
再來細看 thin filament，它的結構決定了肌肉的收縮和釋放機制。Tropomyosin 是長條繩子狀結構，在 muscle 的 resting state 時繞在 actin 上，阻斷了 cross-bridge 與 actin 的接觸。Troponin 有三個 subunits，troponin I（TnI，inhibitory）、troponin T（TnT，tropomyosin-binding）、troponin C（TnC，Ca2+ binding）。當 Ca2+ 結合上 troponin，troponin 的結構發生變化，釋放 tropomyosin，使 cross-bridge 能夠接上 actin。
再來就可以集中火力來解決那些麻煩的 band 和 line，我一直在想要按什麼順序才能好好記下來。
先看 Z line（Z disk），Z line 是一段 sarcomere 兩端的邊界，由一些 interconnecting protein 構成，提供 thin filaments 和 titin（肌聯蛋白）的接點。
再來看 I band，就是肌肉橫紋上的淺色部分，由 thin filament 不和 thick 重合的部分構成，它其實包含了兩段 sarcomere 兩端的 thin filament，中間由 Z line 隔開。
A band 就是 sarcomere 含有 thick filament 的部分，是肌肉橫紋上的深色部分。有些地方與 thin filament 重合，有些地方沒有。H zone 就是沒有重合的地方，所以比較淺一點，H zone 的中間就是 H line，在 sarcomere 的正中，提供 thick filament 的接點。
Tinin （肌聯蛋白）從 Z line 一直接到 M line ，固定 thick filament。Contraction 的時候由像彈簧一樣會縮起來。所以 contraction 時會縮短的部分就是兩端的 I band 和中間的 H zone。
這樣應該就很清楚了。希望別再忘。接著說下 myofibril 的其他結構。
Sarcolemma（肌膜）就是 muscle fiber 的 plasma membrane。Sarcoplasmic reticulum（肌漿質網）就是一般細胞的 endoplasmic reticulum（內質網），它分成一節節圍繞在每一條 muscle fibril 旁邊。在每一節兩端擴大成 terminal cisternae（終池）。Terminal cisternae 裡面有 calsequestrin（隱鈣素），是一種 Ca2+ binding protein（CaBP），使 terminal cisternae 能無視 concertration gradient 儲存大量 calsium ions。
兩條 terminal cisternae 的中間有 transverse tubule（T-tuble，橫管），它是 sarolemma 的延伸，lumen（管腔）直接通向 extracellular fluid。兩條 terminal cisternae 和 transverse tubule 一起構成 triad（三聯管），位於 A band 和 I band 交界處（這個沒太懂，先記下了）。
這樣 myofibril 的基本結構就說差不多，可以進入 constraction mechanism 的部分了。我把它分成 membrane exitation、increse of calsium ions、cross-bridge cycle 三步。
一個 motor neuron 可以通過 neuromuscular junction（NMJ，神經肌肉接點）控制多條 muscle fibers，這樣的一個運動神經元和它控制的肌肉纖維們就叫一個 motor uint。Motor axon 末端下的 muscle fiber plasma membrane 叫 motor end plate。它們組成的 junction 叫 neuromuscular junction。（NMJ）。Axon terminal 中的 synaptic vesicles 中含有 acetylcholine（ACh），motor end plate 上有 acetylcholinesterase，負責分解 ACh。
Membrane Exicitation
首先，一個來自 motor neuron 的 action potential 使 axon 末端的 Ca2+ voltage-gated channel 打開，使 ACh 釋放。ACh 與 motor end plate 上的 nicotinic receptors （菸鹼型乙酰膽鹼受體，nAChRs）結合，打開 ion channels（sodium、potassium）使 motor end plate depolarized，產生 end-plate potential（EPP），EPP 再產生 muscle fiber 上的 action potential。之後 ACh 被分解回收。
Increase of Ca2+
在 resting state，myofibril 周圍的 [Ca2+] 是很低的。EPP 產生的 action potential 通過 cell membrane 傳進 T-tubules，在這裡有一種特殊的結構叫 foot processes（junctional feet），上面有兩種特殊的 receptor。在 T-tubule membrane 上的 dihydropridine receptor（DHPR），和 sarcoplasmic reticulum 上的 ryanodine receptor（RyR）。
DHPR 是一種 voltage-sensitive Ca2+ channel，它接收到 action potential 後通過 foot process 打開 RyR channels，使 terminal cisternae 儲存的 calsium ion 釋放。Ca2+ 結合到 troponin 上，使 tropomyosin 改變結構，暴露出 actin，使 cross-bridge 能夠結合上。
Cross-bridge cycle
大名鼎鼎（其實應該是我學幾遍忘幾遍）的橫橋週期，一共有四步：
- 充能完成的 cross-bridge 結合到 actin 上（A：actin，M：myosin）。
2. 釋放出能量，使 cross-bridge 產生角運動（angular movement，power stroke）。拉動 thin filament。
3. ATP 結合上 myosin，同時使 myosin 與 actin 間斷開。
4. ATP 被 myosin-ATPae 水解形成充能狀態的 cross-bridge。
補充：Rigor mortis（屍僵），死後 cell membrane、sarcoplasmic reticulum 的通透性增加，Ca2+不斷流入細胞質中，無法回收，產生 Binding→Bending。因無法補充 ATP，所以不能 detach 而一直處於Bending 的狀態，造成僵硬。在時候數小時到 12 小時達到最高，48 到 60 小時後因為組織自溶而小時。
最後 Ca2+ ATPase pump 會把 Ca2+ 運回 sarcoplasmic reticulum，使 muscle fiber 恢復到 resting state。
上面的過程都清楚再看下面這張表複習就會很輕鬆了。
最後做一個重點整理（易忘的東東）：
Thick filament 由 myosin 組成，thin filament 由 actin、tropomysin 和 troponin 組成，tropoinin 分成 I、T、C 三個 subuints。
T-tubule 上有 DHPR（接收 action potential），sarcoplasmic reticulum 上有 RyR（釋放 Ca2+），Ca2+ ATPase pump。 平時 Ca2+ 通過 calsequestrin（隱鈣素） 存在 terminal cisternae 裡。
