흰 근육과 빨간 근육은 무엇이 다를까?

참치회를 보면 같은 참치에서 나온 것인 데도 부위별로 색이 다른다. 왜 그런 것 일까?

근육의 색

▪ 사람의 피가 붉게 보이는 이유는 무엇일까요?

(예시 답안) 적혈구 때문이다.

헤모글로빈 때문이다.

교사 지도 Tip

[헤모그로빈의 구조]

▪ 소고기를 보면 근육이 붉게 보이는 데 이유는 무엇일까요?

(예시 답안) 미오글로빈 때문이다.

교사 지도 Tip

[미오글로빈 구조]

▪ 다음은 여러 동물들의 근육이다. 흰색을 띠는 근육과 붉은 색을 띠는 근육은 어느 것이 며 순간적으로 빠른 운동을 하는 근육과 지속적으로 느린 운동을 하는 근육은 각각 어 떤 색일까?

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-흰 색 붉은 색

근육 부위

(예시 답안)

닭 가슴살, 개구리 뒷다리, 악어, 뱀, 황새치 뱃살

(예시 답안)

닭다리 살, 오리다리 살, 오리가슴 살, 고등어, 연어, 방어, 다랑어

운동 속도 (예시 답안)

순간적으로 빠른 운동을 하는 근육

(예시 답안)

지속적으로 느린 운동을 하는 근육

빠른 수축 섬유와 느린 수축 섬유

▪ 근섬유는 근육 세포와 같은 말이다. 근섬유는 수축 속도에 따라 속근(흰색 근육)과 지근 (적색 근육)으로 나누고 물질대사 과정의 이용 능력도 서로 다르다.

▪ 빠른 수축 섬유인 속근 섬유는 ATP와 PC (Phosphocreatine) 충전기의 저장 능력이 크고 무산소 호흡 능력이 좋다. 즉 무산소 에너지 생산 능력이 발달되어 있어 빠른 속도로 ATP 를 생산하여 공급할 수 있다. 그래서 속근 섬유는 높이뛰기, 공 던지기, 단거리 달 리기와 같이 빠르고 강력한 무산소 운동에 우선적으로 사용된다. 근섬유의 신속한 수축 이 가능하기 때문이다. 그러나 쉽게 지쳐 금방 피로를 느낀다.

▪ 지근은 수축 속도는 느리고 힘도 약하지만 잘 피로해지지 않는 특징이 있다. 지근 섬유 는 산소 전달 능력이 발달되어 있고 많은 양의 산화 효소를 함유하고 있다. 지근은 ATP, PC 충전기의 보유량이 많지 않고 무산소 호흡 능력이 미흡한 대신 미토콘드리아 숫자가 많아서 유산소 대사 능력이 뛰어난 편이다. 느린 수축 섬유인 지근은 유산소 에 너지 생산 능력이 발달되어 있지만 ATP 생산 속도가 더디기 때문에 근 섬유 수축이 느리다. 그 대신 ATP를 대량 생산하는 능력이 있어 근섬유가 오랫동안 일할 수 있다.

따라서 걷기, 조깅, 수영과 같이 낮은 강도에서 장시간 하는 운동에 사용된다.

▪ 짧은 시간에 강력한 힘을 요구하는 웨이트트레이닝에는 빠른 수축 섬유가, 달리기처럼 지구력을 요하는 운동에는 느린 수축 섬유가 동원된다. 유산소성 대사능력이 뛰어난 지 근 섬유는 속근 섬유보다 지방 연소 능력이 탁월하다.

▪ 인체는 두 종류의 근 섬유를 함께 가지고 있지만 개인에 따라 그 비율에 차이가 있다.

속근 섬유의 비율이 높은 사람은 빠른 운동을, 지근 섬유의 비율이 높은 사람은 지구력 을 요하는 운동에 유리하다. 실제로 100미터 달리기 유명 선수들은 빠른 수축 섬유의 비율이, 유명 마라톤 선수들은 느린 수축 섬유의 비율이 높다.

▪ 근섬유 비율은 유전인자에 의해 결정되는 경향이 있어서 운동선수의 명성은 타고난 재질 일지도 모른다.

▪ 성장 호르몬은 지근 섬유보다 속근 섬유의 숫자를 증가시킨다.

▪ 왜 속근을 백근(白筋), 지근을 적근(赤筋)이라고 부를까? 그 이유는 피의 순환과 관련되어 있다. 지근에는 혈액중의 산소운반의 역할을 하고 있는 헤모글로빈으로부터 산소를 받 아들이는 미오글로빈이나 모세혈관이 많이 분포해 있어 붉게 보이는 것이다. 참치회가 붉게 보이는 것도 그 이유이다. 거꾸로 속근은 미오글로빈도 모세혈관도 적기 때문에 희게 보이는 것이다. 중간근은 양자가 적절히 섞여 있기 때문에 핑크색을 띠고 있다.

▪ 속근의 능력은 나이가 들어감에 따라 쇠해져서 무거운 것을 들 수 없게 되거나, 재빠른 움직임이 불가능해 주춤거리거나 넘어지면 재빨리 몸을 바로 세울 수 없게 된다. 그렇 게 되지 않기 위해서는 속근의 능력을 유지해야 한다. 평소 천천히 조깅만 하는 중년의 주자도 가끔 스피드훈련이나 근력훈련을 실시해야 하는 이유가 거기에 있다.

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운동 상태와 근육의 종류

예 측 지극과 속근 중 어느 것이 더 많을까?

▪ 다음 동물의 골격근에는 지근과 속근 중 어느 것이 더 많을까? 그렇게 생각한 이류를 적 어보자.

근육의 종류 이유

치타 속근 순간적으로 빠른 운동을 하기 때문이다.

소 지근 지속적인 운동을 많이 하기 때문이다.

거북 지근 지속적인 운동을 많이 하기 때문이다.

돌고래 속근 순간적으로 빠른 운동을 하기 때문이다.

▪ 다음 운동선수의 골격근에는 지근과 속근 중 어느 것이 더 많을까? 그렇게 생각한 이유 를 적어보자.

근육의 종류 이유

100m 선수 속근 순간적으로 빠른 운동을 하기 때문이다.

마라톤 선수 지근 지속적인 운동을 많이 하기 때문이다.

높이뛰기 선수 속근 순간적으로 빠른 운동을 하기 때문이다.

경보 선수 지근 지속적인 운동을 많이 하기 때문이다.

참고 자료 이봉주와 우사인 볼트는 ‘근육 색깔’이 다르다

근육의 색깔

근육의 색깔 하면 빨간색이 떠오르지만, 실제로는 단순한 빨간색이 아니다. 근육도 고유 의 색깔을 갖는다. 붉은색 계통이지만 연한 핑크빛에서 검붉은색까지 일련의 스펙트럼 사이에서 한 위치의 색깔을 나타낸다.

근육이 붉은색을 띄는 이유는 피 때문이다. 특히 혈액 성분의 적혈구는 대부분이 헤모글 로빈으로 이루어져 있는데, 헤모글로빈은 철분을 함유하고 있어 근육의 붉은색이 유지된 다. 더 정확하게 말하자면 근육의 붉은 색은 적혈구나 헤모글로빈 때문이 아니라 미오글 로빈 때문이다. 헤모글로빈이 혈액 속에서 산소를 운반하는 기능을 가진다면 근육에서는 미오글로빈이 산소 운반을 책임진다.

헤모글로빈이 붉은색을 띠는 이유는 간단하다. 철분에 산소가 합쳐진 꼴이기 때문이다.

못을 생각하면 이해하기 쉽다. 깨끗한 못을 마당에 내어 두어 비를 맞고 햇볕을 쐬면 녹 이 슨다. 처음에는 진한 청색을 띠던 못이 시간이 지날수록 녹이 생겨 붉은 빛으로 변한 다. 이렇듯 철분에 산소가 합쳐지면 붉은색을 띤다. 반대로 생각해보자. 어린 아이들이 추운 겨울날 문밖으로 나가 한동안 활동하면 입술이 파래진다. 보통 추워지면 입술이 파 래진다고 한다. 산소를 많이 가진 헤모글로빈은 마치 녹슨 못과 같아 붉은 빛을 띠지만 산소가 모자란 헤모글로빈은 붉은색에서 청색 쪽으로 색깔을 변형시킨다. 마치 녹슨 못 이 다시 새 못으로 변하는 것처럼 말이다.

이렇듯 근육은 미오글로빈이라는 단백질 때문에 붉은 빛을 띤다. 미오글로빈은 혈액 속 의 헤모글로빈으로부터 산소를 받아 근육에 산소를 저장하는 역할을 한다. 때문에 산소 를 많이 가진 근육들은 자연스럽게 더 붉은색을 갖기 마련이다. 그래서 근육이 더 붉다 는 뜻은 더 많은 산소를 가졌거나 더 많은 미오글로빈을 가진, 또는 더 많은 미오글로빈 들이 최대한으로 산소를 함유하고 있다는 뜻과 같다.

이로써 연한 핑크빛의 근육과 검붉은 근육들은 서로 다른 미오글로빈의 양과 산소의 양 을 가졌을 것이라는 자연스런 가정이 설정된다. 그렇다. 근육의 색깔은 산소를 가진 미오 글로빈의 양에 의해 결정된다. 그렇다면 연한 핑크빛의 근육은 어디에서 볼 수 있을까?

가장 흔한 예로는 닭고기가 있다. 이보다 조금 더 붉은 고기로는 돼지고기를 들 수 있다.

돼지고기보다 더 붉은색의 고기로는 소고기가 있다. 직접 볼 경우는 드물지만 고래 고기 는 아주 붉다. 붉다 못해 검붉다. 미오글로빈이 무지하게 많다는 의미다.

고기, 즉 근육이 붉다는 의미가 산소를 많이 함유할 수 있다는 의미라면 위의 동물 중 어떤 동물이 근육에 산소를 가장 많이 가지고 있을까? 그렇다. 고기 색깔이 검붉은 고래 다. 고래는 포유류임에도 불구하고 잠수로 수 십분 이상을 버틸 수 있다. 숨을 쉬지 않고 도 이미 근육 속에 저장돼 있는 산소를 이용해 오랜 시간동안 잠수할 수 있는 것이다.

반대로 닭은 숨을 못 쉬게 하면 빠른 시간 안에 기절한다.

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-인간은 다양한 색깔의 근육을 갖는다.

인간도 다른 포유류들과 유사한 근육 색깔을 갖는다. 굳이 비교하자면 돼지와 소고기 색깔 의 중간 정도다. 물론 인간들은 부위에 따라 다른 색깔을 보이기도 한다. 산소가 많이 필요 한 부위의 근육은 더 붉은색을 띄며 산소가 덜 필요한 부위의 근육은 핑크빛 쪽으로 치우쳐 보인다.

사람들 간에도 서로 다른 근육의 색깔을 보인다. 산소를 많이 이용하는 근육을 가진 사람들 은 근육이 붉고 산소를 덜 이용하는 근육을 가진 사람들은 핑크빛을 보인다. 산소를 많이 이용한다는 것은 계속적으로 호흡을 통해 에너지를 이용한다는 의미다. 때문에 마라톤 선수 들은 붉은색의 근육을 가진다. 반대로 산소를 이용하지 않고 단번에 힘을 발휘하는 근육을 가진 사람들은 핑크빛의 근육을 가진다. 대표적인 예가 단거리 달리기 선수들이다. 마라토 너 이봉주의 근육이 100m 세계신기록 보유자인 우사인 볼트의 근육보다 붉다는 의미다.

밝은 핑크빛의 근육은 힘을 내는데 적합하고 진한색의 근육일수록 지구성에 유리하다. 밝은 색 근육은 힘을 내야 하기 때문에 가능한 한 큰 덩어리를 유지한다. 여러 가닥의 고무줄이 한꺼번에 뭉쳐 있다고 생각하면 쉽다. 근육이 큰 힘을 발휘하기 위해 많은 고무줄들을 한꺼 번에 잡아당겼다가 튕겨 주는 이치다. 그러나 쉽게 지치는 단점이 있다. 반면 진한색의 근 육은 쉽게 피로하지 않는다는 특징을 가진다. 근육이 가진 산소를 이용해 더 많은 에너지를 공급할 수 있는 기능을 가졌기 때문이다. 그러나 큰 힘을 내지 못한다는 단점도 있다. 때문 에 지구력이 강한 근육은 얇고 가늘다. 이봉주와 우사인 볼트의 근육을 생각해보면 이해가 빠르다.

밝은 핑크빛의 근육 은 순발력과 파워가 강하고 진한 붉은빛 의 근육은 지구력이 강하다. 우사인 볼트 (좌)는 밝은 핑크빛 근육의 소유자, 이봉 주(우)는 진한 붉은 빛 근육의 소유자.

근육의 색깔은 사람들 간에도 조금씩 다르지만 신체 부위별로도 조금씩 다르다. 다리 근육 과 손 근육, 안면 근육의 색깔은 서로 다르다. 허리와 다리 근육의 색깔은 진한 편이고 안 면근육은 밝은 편이다. 기능도 대략 짐작이 가능하다. 허리 근육과 목 근육은 자세를 지속 적으로 곧게 유지하는 기능을 수행해야 한다. 때문에 계속적인 긴장이 필요해 금세 피곤해 지면 안 된다. 그래서 붉은 계통의 색깔을 보인다. 하지만 안면 근육은 지구력이 필요하지 않아 밝은색의 근육을 가진다.

근육은 유전에 의해 결정된다.

가끔 궁금하다. 나도 이봉주나 우사인 볼트처럼 될 수 있을까. 답은 ‘그럴 수 없다’. 이들 은 자신의 근육 색깔을 가지고 태어났다. 운동선수는 타고난다는 말은 이 때문이다. 그럼