제10주차
골격근
: 골격근의 구조와 기능
학 습 목 표
골격근의 미세구조를 이해한다.
근 수축 단계를 설명한다.
등장성 수축과 등척성 수축의 개념을 이 해한다.
단축, 파장가중, 지속적 강축성 수축에 대 하여 설명한다.
신체의 골격근 섬유 형태의 생화학적, 기 계적인 특성을 이해한다.
학 습 목 표
골격근 섬유 형태와 운동수행 능력 간의 상호관계를 논의한다.
근 수축 시 발휘되는 힘의 양을 조절하는 요인들을 나열하고 이런 요인들의 특성을 이해한다.
근 수축 시 발휘되는 힘의 양과 운동 속도 의 관계를 논의한다.
근방추의 구조와 그 기능에 대해 이해한다.
골지건기관의 기능을 설명한다.
골격근
인체는 400-600개의 골격근을 갖고 있다.
-체중의 40~50%
골격근 3가지 기능
- 운동과 호흡을 위한 근 수축 - 자세를 유지하기 위한 근 수축 - 체온 유지를 위한 열생산
*특성
-건으로 뼈에 부착,고정뼈(기점),운동뼈(착점) -관절각 관여 근육(굴근Flexor, 신근Extensor)
골격근의 결합 조직
골격근은 근육세포, 신경조직, 혈관 등 포함
근외막
-전체 근육을 제일 바깥에서 싸고 있는 것
근다발막
-근섬유를 싸고 있는 다발
근내막
-개개 근 섬유를 둘러싸고 있는 결합조직
골격근을 둘러싸고 있는 결합조직
골격근의 미세구조
근섬유 분절 : Z라인에 의해 각각 나뉨
근섬유 내의 근원섬유 (1) 액틴
(2) 마이오신
(3) 근섬유 분절
Z라인, M라인, H구역, A밴드. I밴드
근육의 미세구조
골격근의 미세구조
근섬유 분절 내
근형질세망
- 칼슘 저장 장소
가로세관
가로세관의 종조(terminal cisternae)
미토콘드리아
-
근초: 근섬유를 둘러싸고 있는 원형질 막.-근형질: 근원섬유 사이의 공간에서 젤라틴 형태로 있다.
근섬유의 액체부분으로 세포질 포함
용해된 단백질, 미네랄, 글리코겐, 지방 및 필수 세포소기관 - 횡근관(T세관): 근원섬유를 세로로 지나가는 세관,
세포외액, 글루코스, 산소 및 이온과 같은 물질들이 근섬유 내부로 운반되는 경로
- 근형질 세망: 근원섬유와 나란히 위치, 칼슘저장소로 이용
- 근원섬유: 각각의 근섬유는 수백개에서 수천개의 근원섬유를 포함 골격근의 수축성을 가진 부분
근섬유의 구조
근신경연접
근섬유와 운동뉴런이 만나는 곳
운동 말판 : 근초 주위의 운동 뉴런이 모인 곳
근신경 공간 : 짧은 간격
운동뉴런에서의 아세틸콜린 방출 - 말판전위(EPP),
근섬유의 탈분극
운동 자극
근 수축
근세사 활주설(sliding filament model)
마이오신 세사 위로 액틴 세사가 움직이면 서 근육이 짧아진다.
액틴과 마이오신 세사 사이에 십자형가교 형성
Z라인 사이의 근섬유 분절의 감소
액틴과 마이오신 구조
액틴 - 액틴
- 칼슘과 결합한 트로포닌 (Ca 감수성)
- 트로포마이오신(액틴과 마이오신의 결합 조절)
마이오신
- 마이오신 머리(십자형교-Cross bridge) - 마이오신 꼬리
근수축을 위한 에너지
근수축에는 ATP가 필요
섬유 수축시 ATP 분해를 위해 마이오신 ATPase
ATP 생성 원천 - 인산크레아틴 - 해당작용
- 산화적인산화
운동자극
1. 신경자극이 근신경 연접부에 도달되면 아세틸콜 린이 방출되고
2.근질세망의 소포에 저장되어 있던 칼슘이 방출되 고
3.칼슘에 감수성을 갖는 트로포닌이 트로포마이오 신의 위치를 변화시켜 액토마이오신 복합체가 형성되고
4.십자형교 끝에 뭉쳐있던 ATP가 분해되면서 수축 이 일어난다.
근세사활주설
안정시 : Ca이 근질세망(sarcoplasmic reticulum)의 소 포에 저장. troponin이 tropomyosin을 조절해 actin과 myosin이 결합되지 않는다.
자극결합 : 신경자극에 의해 아세틸콜린이 분비되면 칼 슘이 방출. 칼슘에 감수성을 갖는 트로포닌이 트로포마 이오신의 위치를 변화시켜 액토마이오신 복합체를 형 성한다.(칼슘의 역할)
수축 : 십자형교 끝에 뭉쳐져 있던 ATP가 분해되면서 수축. 액틴이 마이오신으로 미끄러져 들어감.
재충전: ATP분자를 재장전.
액틴과 마이오신의 재순환
이완 : 신경자극이 중단되면 칼슘은 근질세망의 소포에 축적. 트로포닌이 트로포마이오신의 위치를 변화시켜 액틴과 마이오신을 분리시킨다.
화학적 착색에 의한 근섬유 분류
골격근과 근섬유 Type 특성
- 지근 섬유 -
① 모세혈관밀도 및 마이 오글로빈 함유량이 높아 적색을 띠어 적근.
② 지구성 운동 특성
③ 에너지 효율이 높고 피 로에 대한 저항이 강하 다.
④ 많은 수의 미토콘드리 아와 산화효소를 포함.
⑤ 적근섬유, ST섬유
- 속근 섬유 -
① 모세혈관밀도 및 마이 오글로빈 함유량이 낮아 백색을 띠어 백근.
② 순발력 운동 특성
③ 수축이완시간이 빠르고, 힘의 발생이 높다.
④ PC의 저장량,글리코겐 의 저장량이 높고, 해당 효소가 발달.
⑤ 백근섬유, FT섬유
운동단위(Motor Unit)
• 운동단위 : 한 운동신경과 그것이 포함되어 있는 근섬유를 통틀어 운동 단위라 함
• ST섬유 : 10~180개의 근섬유 지배
•FT섬유 : 300~800개의 근섬유 지배
•FT와 ST 운동단위 사이의 힘의 생성에 있어서 차 이점은 운동단위 당 근섬유의 수에 기인하며, 각각 의 근섬유에 의하여 힘이 발생되는 것은 아니다.
근섬유 형태 및 특성
특 징 ST FTa FTx
신경적인 면 : 운동신경섬유크기 작다 크다 크다 운동신경전도속도 낮다 빠르다 빠르다
구조적인 면: 근섬유의 지름 작다 크다 크다 미토콘드리아의 밀도 높다 높다 낮다 모세혈관의 밀도 높다 중간 낮다 마이오글로빈함유량 높다 중간 낮다 에너지 기질: 크레아틴인산의 저장량 낮다 높다 높다 글리코겐 저장량 낮다 높다 높다 효소적인 면: 해당 효소 낮다 높다 높다 산화 효소 높다 높다 낮다 기능적인 면: 수축시간 늦다 빠르다 빠르다 이완시간 늦다 빠르다 빠르다 힘의 발생 낮다 높다 높다 에너지 효율 높다 낮다 낮다 피로에 대한 저항 높다 낮다 낮다
근섬유의 동원
운동강도에 따라 동원되는 근섬유
① 저강도 : ST섬유
② 중강도 : ST섬유, FTa섬유
③ 고강도 : ST섬유, FTa섬유 FTx섬유
섬유 타입과 수행
파워 운동선수 - 스프린터
- 속근섬유를 많이 가진 선수
지구성 운동선수 - 장거리 선수
- 지근섬유를 많이 가진 선수
그 외
- 웨이트 선수나 비운동가
- 약 50%의 지근과 50%의 속근을 가짐
훈련에 의한 섬유 타입의 전환
지구성 그리고 저항 훈련
- 속근에서 지근의 변화 가능
- Type Ⅱx에서 TypeⅠa로의 이동 결과 (더 많은 산화적 특성)
골격근에서 노화와 관련된 변화
노화는 근육량 감소를 가져온다.
20~50세까지:10% 감소
50세 이후에 급격히 감소: 80세까지 50%
규칙적인 운동은 체력과 지구력을 향상시 킨다.
노화와 관련된 근육량 손실을 완전하게 예 방할 수는 없다.-유전자 치료 연구
운동단위와 근육의 크기
최대힘은 근육이 휴식시길이보다 약 20%정도 더 길어지기 위해서 처음 늘어났을때, 근육내 에서 발생할수 있다고 한다.
20%이상 근육의 길이가 증가되거나 감소하면 힘의 발생은 감소한다.
관절은 힘적용의 적절한 각을 가지고 있다.
(상완이두근의 최적의 각은 100)
운동의 속도는 발휘되는 힘의 크기에 영향을 미친다.
힘-속도 상관관계
근육이 절대적인 힘을 발휘하는 속도는 속 근섬유를 더 많이 가진 근육에서 더 크게 나타난다.
근수축의 최대 속도는 가장 낮은 저항에서 가장 크다.
(속근과 지근섬유 모두 적용)
힘-파워 상관관계
어느 주어진 운동 속도에서 발생되는 최대 파워는 속근의 비율이 높은 근육에서 더 크다.
근육을 통해 발휘되는 최대파워는 200~300degrees/second이다.
(근력이 운동 스피드의 증가와 함께 감소)
근육내 수용체
근방추(Muscle Spindle)길이 탐지자)
- 근육의 신전 변화 감지 - 근육 길이 변화 비율
- 액틴과 마이오신 섬유를 포함한 근의 짧아 지는 능력
- 감마운동신경이 근방추를 짧아지게 자극
긴장 반사 작용
- 골격근이 급격하게 늘어날 때 반사적인 수축
-알파운동신경과 연접해있는 감각신경은 척수에 신 호보냄
-알파운동신경자극은 근육을 수축시켜 신전에 저항
근육 내 수용체
THANK YOU.
