운동 생리학 골격근의 구조와 종류

근육의 종류

근육은 골격근, 평활근, 심근 등의 세 종류가 있다. 평활근은 내장의 기능에 관여하는 근육이고, 심근은 심장을 수축시키는 역할을 한다. 오늘은 이런 세부적인 근육에 대해서 포스팅할 예정이다.

일단, 기본적으로 골격근. 내장을 보호해 주는 평활근. 심장이 제대로 된 기능을 할 수 있게 도와주는 심근.

골격근의 기본적인 세 가지 근육을 설명해 주겠다.

 

 

골격근

골격근은 체중의 40%~45% 정도 된다. 골격근은 트레이닝을 통해 체중의 약 50%까지 증가시킬 수 있다. 골격근은 구조상 가로무늬가 있는 횡문근과 기능상으로 목적에 따라 통제가 가능한 수의근으로 구성되어 있다. 골격근은 뼈에 부착되어 뼈의 운동을 일으킨다. 골격근은 중추신경의 통제를 받는다.

 

평활근

평활근은 내장의 벽을 이루고 있어 내장근이라고도 부른다. 평활근에는 가로무늬가 없으며, 기능상으로는 의지에 따라 지배받지 않기 때문에 불수의근이라고 부른다. 평활근은 자율신경의 통제를 받는다.

 

근육의 구조

근육은 근막이라고 불리는 결합조직으로 둘러싸여 있다. 모든 근육을 감싸고 있는 근막 바로 밑에는 근외막이라고 부르는 결합조직 측이 존재한다. 근외막 안쪽 근육은 여러 종류의 근섬유로 구성되어 있다. 근섬유의 묶음은 근 주막으로 둘러서 쌓여 있다. 이런 근섬유의 묶음은 근속으로 부른다. 근속 내의 각각의 근섬유는 근 내막으로 알려져 있는 또 다른 결합조직으로 둘러싸여 있다. 그렇기 때문에 골격근의 각 부분은 여러 가지 층의 결합조직으로 싸여 있으며 이런 결합조직은 각각 연결되어 있다.

근속 내에는 여러 근섬유가 있으며 가장 두꺼운 근섬유의 직경은 사람의 머리카락 두께 정도 된다. 근섬유 내부에는 근원섬유라고 불리는 조그마한 섬유로 구성되어 있으며, 근원섬유 내에는 수백 개의 실처럼 생긴 단백질 세사가 들어 있다. 또한 부피가 커다란 근육은 기본적으로 미세한 단백질 세사로 구성되어 있다. 근원섬유에서 뽑아낸 단백질 세사를 크게 확대해보면, 미오신과 액틴, 이 두 개의 단백질 세사가 규칙적으로 배열돼 있다. 가늘고 실처럼 생긴 단백질 세사는 액틴이며, 굵은 단백질 세사는 미오신이다.

 

근육의 수축

액틴 세사는 Z선에 붙어 있으며 Z선의 양쪽으로 뻗어 있다. Z선은 하나의 근원섬유로부터 다른 근원섬유를 통과하므로 근섬유 내부의 모든 근원섬유와 연결되어 있다. 근섬유의 기본 수축 단위는 근섬유 분절로서 Z선에서 Z선까지를 말한다. 그러므로 근육 수축 기제를 이해하기 위해선 하나의 근섬유 분절을 대상으로 살펴보아야 한다. 근의 수축은 미오신 필라멘트와 액틴 필라멘트가 서로 미끄러져 들어간다는 근활주설이 학계에서 가장 지지받고 있다. 이 학설은 첫 번째, 미오신 필라멘트와 액틴 필라멘트가 서로 합쳐져 미오신 필라멘트로 들어간다. 두 번째, 근육의 수축과 이완시, a대의 길이는 항상 일정하고 미오신 필라멘트와 액틴 필라멘트 자체의 길이는 변화가 없다. 세 번째, 근절의 길이는 3mm 이상으로 늘려서 미오신 필라멘트와 액틴 필라멘트의 중첩이 없으면 근육은 수축이 불가능하다.

근육은 내부 결합조직에 의해 연결되어 있으므로 근육의 일부분이 수축하더라도 결과는 전체 근육이 하나의 단위로 작용하도록 도와준다. 적당한 저항을 이겨내기 위해 단지 일부분의 근섬유가 수축을 하더라도 이런 결합조직의 구조로 인하여 모든 근육의 길이는 짧아지게 된다.

'건'은 근육의 둘레와 내부의 결합조직이 근육의 양쪽 끝으로 모여지면서 근육을 골격 계통에 이어주는 역할을 한다. 건은 근육에서 발생된 에너지를 골격계통에 전달하는 역할을 한다. 트레이닝을 하게 되면 근육뿐만 아니라 근육의 건 역시 튼튼해진다. 만약 트레이닝으로 건이 튼튼해지지 않으면 근육이 발휘할 수 있는 에너지는 건이 감당할 수 있는 저항에 의해 제한을 받게 된다.

근육은 뼈에 연결되어 있어 근육이 수축을 하거나 길이가 짧아지면서 신체의 한 부분을 다른 부분에 밀접하게 또는 더 멀리 떨어트린다. 이것은 근육이 관절을 지나서 관절 아래에 있는 뼈와 연결되어 있기 때문이다. 만일, 상완이두근이 관절 밑에 연결되어 있지 않으면 관절의 움직임에 영향을 줄 수 없다. 상완이두근이 관절 밑에 연결되어 있어서 상완이두근의 길이가 짧아지면 관절의 움직임이 발생한다. 똑같은 원리가 신체의 모든 관절에 적용된다. 허벅지와 종아리 근육의 건은 무릎과 발목 관절 아래에 연결되어 있으므로 각각의 근육은 무릎과 발목 관절 아래쪽의 신체 부위를 움직인다.

 

운동 단위

운동신경과 근섬유는 운동단위로 간주한다. 운동신경은 척수에서부터 근육으로 전기적 자극을 전달하는 신경이며 운동단위는 운동신경 외에도 운동신경에 연결된 모든 근섬유를 포함하고 있기 때문에 좀 포괄적이다.

근육의 기능에 따라 운동신경과 상호작용하는 근섬유의 숫자는 차이가 있다. 허벅지 근육처럼 커다란 힘을 발휘하는 부피가 큰 근육에는 하나의 운동신경이 수백 개의 근섬유와 연결되어 있다. 그러나 눈 주변의 근육처럼 정교하고 세세한 동작이 요구되는 근육에는 하나의 운동신경에 5개~10개 정도의 근섬유가 연결돼 있다. 동작이 복잡할수록 동작의 다양성을 가져오게 하기 위해서 소수의 근섬유가 운동신경에 연결돼 있다.

전기적 자극을 운동신경을 따라 근섬유에 전달시키면 섬유는 수축한다. 근섬유의 수축은 단계적인 수축이 없다. 즉, 최대 에너지로 수축을 하던지 또는, 아예 수축을 안 하는데, 이것을 실무율이라고 한다. 또, 운동신경에 연결된 근섬유들이 다 같이 수축한다.