[생물 임용 노트]근육- 3) 골격근 역학

운동 단위(motor unit)

• 하나의 운동 신경은 여러 근섬유에 연결되어 있다. 하지만 하나의 근섬유는 하나의 운동 신경에 연결되어 있다.
• 하나의 운동신경에 의해 지배받는 근섬유들을 운동 단위라고 한다.
• 운동 단위의 크기는 운동 신경에 연결된 근섬유수에 비례한다.
  • 작은 운동 단위 - 손과 같은 정밀한 운동 기관
  • 큰 운동 단위 - 다리와 같은 강한 수축이 필요한 기관
• 근육 수축력은 동원되는 운동단위의 수에 의해 조절된다.

연축과 강축

연축(twitch)

• 단일 자극에 의한 한 번의 수축을 말한다.
• 흥분-수축의 짝지음 동안 걸리는 시간 때문에 활동전위 발생 후 약간의 지연 시간이 지나고 기계적 활성이 생긴다.
• 활동 전위는 1~2ms 정도 지속되고, 기계적 활성은 1000ms 이상 지속된다.

연축의 가중

• 시간적으로 가까운 두 활동전위는 두 개의 연축이 더해지고 합쳐지게 하여 단일 활동 전위에 의해 생성된 것보다 더 큰 장력을 형성하게 한다.
• 활동 전위가 만일 고빈도로 근섬유를 자극할시, 수축 간에 이완이 사라지고 최대 수축 상태인 강축(tetanus)이 생긴다.
• 강축은 단일 연축에 비해 4배가 강하다.
• 이러한 연추그이 가중은 수축반응 간의 Ca²⁺ 흡수 전에 두 번째 자극에 의한 Ca²⁺ 농도의 증가에 의해 잔류 Ca²⁺에 의한 수축력 증가와 수축 시간의 증가가 발생한다.

연축의 가중

근육의 길이와 장력

근육의 길이와 장력

• 근절의 길이는 안정 상태 길이의 70~130%에서 존재한다.
• 장력의 크기가 커지는 최적의 길이는 100~120%(2.0um ~ 2.25um)이며, 이때 액틴과 마이오신 영역이 가장 많이 중첩된다.
• 최적의 길이보다 짧아질 때, 액틴 말단 간 교차로 인해 장력이 감소한다.
• 최적의 길이보다 길어질 때, 액틴과 마이오신의 결합이 줄어들고 Ca²⁺의 방출이 감소한다.

수축의 종류

• 등장성 수축 : 장력은 일정하나 근육의 길이가 변화됨 예> 물건을 들어 올릴 때
• 등척성 수축 : 장력은 증가되나 근육의 길이가 변화하지 않음 예> 무거운 물체를 들 때

골격근 섬유의 분류

연축 속도에 따라

• 빠른 연축 섬유 : ATPase 활성이 높은 마이오신을 가짐
• 느린 연축 섬유 : ATPase 활성이 낮은 마이오신을 가짐

ATP 생성 방식에 따라

	산화성 지근	산화성 속근	해당성 속근
마이오신 ATPase	적음	높음	높음
수축 속도	느림	빠름	빠름
피로 저항	높음	중간	낮음
산화적 인산화 정도	높음	높음	낮음
혐기성 대사	낮음	중간	높음
미토콘드리아 수	많음	많음	적음
모세혈관 분포	많음	많음	적음
마이오글로빈 함량	많음	많음	적음
색깔	적색	적색	백색
글리코젠의 양	적음	중간	많음
수축 강도	약함	중간	강함