운동단위/연축/근섬유 종류

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Table of contents

골격근 수축 장력의 증가
① 운동 단위 
② 수축 가중 현상
③ 근섬유 길이와 장력의 세기

근섬유의 종류
① 주된 대사에 따른 분류
② 연축 속도에 따른 분류

 

골격근 수축 장력의 증가

① 운동단위 

운동 단위는 하나의 운동신경이 조절하는 근섬유의 수를 말한다. 큰 힘을 필요로 하는 근육은 하나의 운동 단위가 지배하는 근섬유 수가 많고, 섬세한 조절을 필요로 하는 근육의 경우는 하나의 운동 단위가 지배하는 근섬유 수가 적다. 

 

 

※ 운동단위란?

º 하나의 운동신경세포에 연결된 근섬유들의 집단을 운동 단위라고 한다. 
º 얼마나 무거운 물건을 들 수 있는가는 뇌가 선택한 운동신경세포의 수와 운동 단위의 크기에 달려있다.

 

② 수축 가중 현상

수축 가중 현상이란 세포질에 칼슘이온이 축적되면서 장력이 커지는 것이다. 골격근의 수축 기작을 간단히 정리하면, 체성 신경계 운동 뉴런에 활동 전위의 빈도가 높아지면 아세틸콜린의 방출이 늘어나고 수용기 전위차가 증가한다. 수용기 전위차가 증가하면 근섬유에 활동전위의 빈도가 늘어나고 근 소포체로부터 방출된 칼슘이온 농도가 세포질에 높아진다. 그럼 칼슘이온에 의해 트로포미오신의 구조가 변화된 수가 늘어나서 액틴의 미오신 결합 자릿수가 늘어난다. 그렇게 되면 액틴과 미오신의 가교의 수가 늘어나 결국 장력이 증가하게 된다. 

 

연축 vs 강축, 수축 가중 현상

 

※ 연축 vs 강축

º  연축은 단일 자극에 의한 한 번의 근수축.
º  강축은 근섬유의 이완이 완전히 일어나지 않은 상태에서 고빈도의 활동 전위가 도달해서 나타나는 연속적이고 지속적인 수축.
º  활동 전위에 의한 근소포체에서 세포질로 방출되는 칼슘이온의 양은 일정하나, 고빈도의 활동 전위는 칼슘이온이 세포질에 축적되게 하므로 강축이 일어난다. 

 

③ 근섬유 길이와 장력의 세기

 

근섬유 길이와 장력의 세기

근섬유 길이에 따라 장력의 세기가 달라진다. 액틴과 미오신 필라멘트가 최대로 겹칠 때 장력은 최댓값이다. 근절의 길이가 중간 정도일 때 최대 장력이 나타난다. 

 

근섬유의 종류

① 주된 대사에 따른 분류

골격근은 에너지원을 어떤 대사 경로로 생산하느냐에 따라 산화 의존적과 해당 의존적 섬유로 나뉜다. 산화의존적 섬유는 미토콘드리아가 발달하고, 산소 의존도가 높으며, 미오글로빈이 풍부하고 모세혈관의 수가 많고, 주된 저장 에너지는 중성지방이다. 모세혈관의 수가 많고 미토콘드리아가 많아 적색으로 보여 적색근이라고도 한다. 해당의존적 섬유는 지름이 굵고 쉽게 피로해지며, 저장된 에너지원은 저장된 글리코겐이다.  

② 연축 속도에 따른 분류

 

빠른 연축 vs 느린 연축

근소포체가 적고 칼슘이온 펌프의 속도가 느린 근섬유를 느린 연축 섬유 또는 지근이라고 한다. 빠른 연축 섬유 혹은 속근은 미오신 머리의 ATPase의 속도(반응성)가 빠르고, 근원섬유가 잘 발달돼서 직경이 넓다. 모든 느린 연축 섬유는 산화 의존적이지만, 모든 빠른 연축섬유는 산화의존적일 수도 있고 해당 과정 의존적일 수도 있다. 빠른 연축이면서 산화의존적 섬유는 후천적 변이에 의해 변할 수 있다 (예로 운동선수).

 

빠른 연축 vs 느린 연축

※ 근섬유 종류

º 골격근은 수축을 위한 에너지원으로 사용되는 ATP를 어떤 대사경로를 통해 생산하느냐에 따라서 산화의존적 섬유와 해당과정의존적 섬유로 나뉜다. 
º 골격근은 근육의 수축 속도가 얼마나 빠르냐에 따라서 빠른 연축 섬유와 느린 연축 섬유로 나뉜다. 
º 모든 느린 연축 섬유는 산화 의존적이나, 모든 빠른 연축 섬유는 산화 의존적일 수도 해당 과정 의존적일 수 있다. 

 

 

출처: 캠벨 생명과학 10판을 기준으로 정리한 내용입니다.