근육에 대해 알아보기(1)

근육은 우리 몸의 조직 중 하나로, 우리가 움직이고 힘을 발휘하는 데에 중요한 역할을 합니다. 근육은 수축과 이완을 통해 우리 몸을 움직이게 하며, 운동을 할 때 힘을 발생시키고 지지력을 제공합니다.

오늘은 근육의 종류와 특성을 알아보고 뼈대근육의 구조와 수축기전을 알아보도록 하겠습니다. 더불어, 근육 (2) 에서 심장근육과 민무늬근육의 구조를 알아보도록 하겠습니다.

 

1. 근육의 이해

• 힘을 발생하고 신체나 내장의 운동을 일으킴
• 자세유지하는 조직
• 자그겡 의해 흥분하여 활동전위를 발생하는 조직
• 신경과 달리 흥분했을 시 수축하는 특징

종류	구조	특징
가로무늬근육(횡문근)	뼈대근육 (골격근)	똑바르게 가늘고 긴 다핵세포로, 수축단백질이 규칙적으로 배열되어 있어 가로무늬가 관찰된다.
	심장근육 (심근)	심장의 근육층을 형성한다. 가로무늬를 가진 세포가 사이원반에 결합하여 전체적으로 그물구조를 만든다.
민무늬근욱(평활근)	내장근육	내장의 근육층을 형성하는 근육으로, 가늘고 긴 방추형이다. 중앙 부근에 핵이 있으며 세포질에는 가로무늬가 보이지 않는다.

 

2. 뼈대근육

• 운동신경의 지배를 받아 자신의 의지대로 움직일 수 있는맘대로근육(수의근)
• 가로무늬가 있는 가로무늬근육(횡문근)
• 다른 근육보다 훨씬 빠르고 강력하게 수축할 수 있지만 그만큼 쉽게 피로해짐
• 뼈대근육의 끝은 힘줄을 통해 서로 다른 뼈대에 부착되어 있어 근육이 수축하면 양쪽 뼈가 서로 가까워짐
• 인체에 약 640개의 뼈대근육이 있고, 체중의 40-50% 차지

1) 구조

(1) 근육섬유

• 뼈대근육의기본단위
• 근육속막(근초, sarcolemma)으로 덮인 다핵세포
• 내부에 지름1~2μm의 원주형 근육원섬유(근원섬유, myofibril)가 다수 존재
• 근육원섬유는 근육세포질그물과 가로세관(T세관)으로 이루어진 내부막계(T계통)로 구성
• 세동이: 근육섬유의 수축과 이완 조절에 중요한 역할

(2) 근육원섬유(근원섬유)

• 광학현미경으로 관찰하면 섬유의 장축과 직각방향으로 밝게 보이는 부분(밝은띠, I대)과 어둡게 보이는 부분(어두운띠, A대)이 주기로 반복되는 구조가 나타남
• 전자현미경으로 관찰하면 굵은 필라멘트(미오신필라멘트, myosin filament)와 가는 필라멘트(액 틴필라멘트, actin filament)가 질서정연하게 배열
• 밝은 띠(I대)는 가는 필라멘트만 존재하는 부분이며, 중앙에는 I선을 반으로 나눈 Z선(Z line)이 있음

(3) 근육원섬유마디(근절)

• Z선과 다음의 Z선 사이
• 근육원섬유의 최소 구성단위, 수축과 이완의 기능적 기본단위

2) 뼈대근육의 수축과 이완

(1) 운동신경섬유 말단에서 아세틸콜린이 분비되면 이곳에 접해 있던 근육이 자극을 받아 근육섬유 주변에 있는 근육세포질그물에서 칼슘이온(Ca2+)이세포질로방출

(2) 칼슘이온이 세포질로 방출되면 트로포닌 C에 칼슘이온이 결합하고 서로 떨어져 있던 미오신필라멘트와 액틴필라멘트가 서로 밀착하게 되어 근육이 수축

(3) 반대로 전기적 신호가 사라지면 칼슘이온이 근육세포질그물 안으로 흡수되고 액틴필라멘트는 미오신필라멘트에서 분리되어 본래 상태로 돌아가게 되므로 근육이 이완

 

3) 특징

(1) 활동전위의 발생

• 중추에서 보내진 정보(자극)가 신경종말까지도 달하면 시냅스 소포에 축적되어 있는 운동신경 전달물질인 아세틸콜린(acetylcholine)이 방출
• 방출된 아세틸콜린은 시냅스틈새를 확산하여 이동하고 뼈대근육 위에 있는 아세틸콜린수용체와 결합
• 아세틸콜린이 결합하면 이온통로가 열리고 나트륨이온(Na+)이 근육섬유 안으로 유입되어 탈분극이발생 ➔ 근육 전체에 흥분이 전달

 

(2) 칼슘이완의 방출

• 세포막에서 유발된 탈분극은 가로세관을 전도하여 세동이에 도달
• 가로세관에 있는 전위센서가 이를 감지하여 근육세포질그물의 막 내에 있는 칼슘통로를 열어 칼슘이온을 근육섬유의 세포질 안으로 방출
• 칼슘이온이 트로포닌(troponine)과 결합하면 근육수축 발생
• 흥분-수축연결(excitation-contraction coupling) : 전기적 신호에 의해 뼈대근육에 흥분(활동전위 발생)이 일어나 수축을 일으키는 일련의 과정

 

 

(3) 액틴과 미오신의 상호작용

• 액틴필라멘트(actin filament)에는 트로포닌(troponine)과 트로포미오신(tropomyosin)이라는 단백질이 존재
• 트로포닌은 I, T, C (서브유닛)가 복합체를 형성하여 섬유단백질인 트로포미오신과 협동해서 미오신과 액틴의 접촉을방해

구성		역할
트로포미오신		미오신 머리가 액틴의 특성 부착 부위에 결합하는 것을 물리적으로 방해
트로포닌 복합체	트로포닌 I	미오신의 연결다리가 액틴에 부착하는 것을 억제
	트로포닌 T	트로포미오신에 결합하는 역할
	트로포닌 C	Ca2+와 결합하는 역할

 

 

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이처럼, 근육은 우리 몸을 더 강하고 건강하게 만들어 주는 중요한 역할을 합니다. 근육을 꾸준히 운동하고 강화시키면 체력이 향상되고 우리 몸의 대사율도 올라갑니다. 또한, 근육은 우리가 노화에 따른 근력 감소를 예방하고, 다양한 질병과 부상으로부터 보호해 줄 수도 있습니다. 간단히 말하자면, 근육은 몸을 움직이게 하고 힘을 발휘하는 데에 중요한 역할을 하는 조직입니다. 근육은 단백질로 이루어져 있으며, 꾸준한 운동과 올바른 영양섭취를 통해 강화할 수 있습니다. 우리 몸의 건강과 능력 향상을 위해 근육을 관리하는 것이 중요합니다.