근육 생리

근육 생리
근육은 그 모양에 따라 횡문근(골격근)(심장근) 및 평활근으로 분류되기도 하고, 기능적으로 생체의 의사에 따라 근육의 운동을유발할수 있느냐 없느냐에 따라 수의근 또는 불수의근으로 구별되기도 한다. 골격근은 수의근에 속하고 심장근과 평활근은 불수의근에 속한다. 어떤 종류의 근육이든 근육의 생체 내에서의 기능은 수축하는 데 있으며, 그 결과 일을 하는 데 있다. 근육이 하는 일에도 여러 가지 종류가 있어서 관절의 굴신운동, 무게를 드는 일, 언어 활동에 필요한 혀의 운동, 소화관의 연동운동, 방광이나 자궁 등의 내부압력 증가에 따른 배뇨 및 출산,횡격막의수축으로 인한 흡기 등 모두 근육의 수축으로 이루어지는 현상임에는 틀림이 없다.근육 생리에관해서는과거수십 년동안장족을 발전했다고는하나 아직 해결되지 않은 문제가 많이 있다. 그러나 여기서는 골격근을 중심으로 하여근육 생리를논술하고 평활근과 심근에관해서는간단히 논술하겠다. 그 이유는 골격근이 우리 체중의 약 40~50%를 차지하고 있으며, 과거의 연구가 주로 골격근을 이용한 것이 많기 때문이고, 또한다른 근육에서많은 현상이 질적으로 골격근에서 볼 수 있는 현상과 많은 점에서 유사하기 때문이다.내장 기관의활동을담당하는근육이므로 일명 내장근이라고도 하며, 혈관, 자궁, 소화관, 방관, 수뇨관 등의 벽을 형성하고 있다. 평활근은불수의근으로서자율신경의 지배를 받으며, 그 흥분성은 골격근에 비하여 낮으며 수축시간이 20초 내지 수 분까지 지속되기도 하고수축 파의전파속도도 20~30mm/sec에 지나지 않는다.평활근 섬유는가로무늬를 갖지 않으며, 길이 45~200마이크로미터의장 방추상의섬유로서그 가운데에 핵을 가지고 있다. 심장벽을 이루고 있는 근육은 심장근으로, 구조상으로는 횡문근이나 기능상으로는 불수의근으로 중추로부터의 신경을 차단하여도자동으로활동한다.심장 금의특징은 수많은 섬유가 독립되어 있으면서 세포와 세포 사이의 연결이 intercalated disc라는 특수구조로 이루어져 있어서 한 세포가 흥분하면 이 흥분이 곧 이웃의 세포로 파급되어 기능적으로 세포 하나가 흥분하는 것과 같은 결과를 가져오는 점인데, 이를 기능적 세포결체라고 한다. 예를 들면 정상에서와 같이 하나의 흥분이 동방결절에서 발생하면 이것은 심장 전체를 통하여 모든 섬유로 전파된다. 골격근은 구조상으로 횡문근이며, 수의근에 속한다. 골격근은 무수한 근섬유가 모여서 형성되며 골막에 직접 부착하는 것, 또는 건에 부착하는 것, 그리고 일단 건에 연결된 후 다른 근육과 연결되는 것 등이 있다. 골격근의 운동단위인 근섬유는통 모양으로되어 있으며, 양 끝은점차가늘게 되어 있고 길이는 0.1~수 십cm, 직경은 10~100마이크로미터이다. 근섬유는 수백 내지 수천 개의 근원섬유와 육장이라 불리는 반유동성 물질로 되어 있으며, 그 주위를 세포막인 근섬유막이라 불리는 얇은 막이 둘러싸고 있다. 이 근섬유막 바로 밑에는 다수의 핵이 보인다. 근원섬유는 평행으로 주행하는 400~2,500개의 미세섬유로 구성되며, 하나의 근섬유는 100만 개의 미세섬유로 구성된다. 이 미세섬유에도 굵은 것과 가는 것의 두 종류가 있는데, 전자는 주로 미오신이라는 단백질로, 후자는 액틴, 트로포미오신, 트로포닌 등의 여러 종류의단백질로구성되어 있다. 골격근의 근육섬유는 척수의 전각에서 나오는 운동신경의 지배를 받는다. 이 운동신경은 골격근과 접속하는 부위에서 작은 가지의종말 부를형성하는데, 운동신경이흥분할 때는이종말 부에서아세틸콜린이라는 화학물질이 유리되어 나오고, 이 물질이 근막에서의종판 전위를형성하며 이는 다시 활동전위를 형성하는 데까지 발전하므로 아세틸콜린은 결국종판 전위를통하여 활동전위 형성에 중요한 역할을 한다. 이 사실은 신경생리에서 논술될 것이다. Ca⁺⁺은 적은 양을 주사하더라도 근육이 수축하는 것으로 보아 Ca⁺⁺이 근육수축에 있어서 필수 불가결한 물질이다. Ca⁺⁺이 수축을 일으키는 데 필수 불가결한 물질이라면 이 Ca⁺⁺은 근육이 정상적으로수축할 때어디서 어떻게 근육 내부로 들어가느냐가 문제인데, 처음에는 근육이 활동전위를형성하는 기간Ca⁺⁺이 세포외액으로부터 근육 내부로확산하여들어갈 것으로 생각했었다. 근육에 적당한 자극을 가하며 수축하며, 이때 근수축은 일정한 강도 이상의 자극에 의해서만 일어나는데,이처럼근육이 수축을 시작하는 자극 강도를 역치라 하고, 모든 근섬유는 역치 이상의 자극을 가하였을 경우 자극의강도와 관계없이동일 정도의 수축을 한다. 이와 같은 현상을 앞서 말한 바와 같이실 우율 이라한다. 근육에 역치 이상의 단일 자극을주었을 때짧은 시간 동안 일어나는 단일수축은 연축이라고 하는데, 이때 자극을 가한 즉시 수축이 일어나지 않고 아주 짧으나마 시간이 좀지난후에야 장력이 발생하여수축한다.이처럼자극 후 수축까지의 시간을 잠복기라 하며, 이 기간에도 전기적 변화, 열 발생 및 기계적 변화가 일어난다. 잠복기간 후 근육은 수축하였다가 다시 이완하게 되는데, 근육이 수축을시작하고부터최대로 수축할 때까지의 기간을 수축기라 하며, 완전히 이완될 때까지의 기간을 이완기라 하는데, 일반적으로 수축기보다 이완기가 길다. 근수축은 등장성 수축과 등척성 수축으로 대별되는데, 전자는 근육의한끝에무게를 달고 그것을 끌어올릴 수 있는 수축을 말하며, 이때 근육의 길이는 짧아지나 이때부터 장력은 변화하지 않고 다만I 대가단축되는 것이고, 후자는 근육의 양 끝을고정해근육의 길이가 짧아질 수 없게 했을 때의 수축을 말하는데, 이때에는 근육은 짧아지지 않고장력만 향상하는으로,I 대와A 대의길이는 변화하지 않는 상태를말한다. 자극으로발생한수축이 완전히 이완하기 전에새로운자극을 가하면 가세란 현상이 일어나서 수축력이 더욱 증가하며, 자극을 연속적으로 짧은 간격으로 가하면 큰 장력이 발생하여 근수축이지속해서유지되는데 이것을 강직이라고 한다. 일단 근육이강직 장력을나타낸 후에는 자극의 강도를크게 하더라도이강직 장력에는변동이 없으므로 역시실무 비율에따른다고 볼 수 있다. 연속적 자극을 장시간 반복하면근수축과는점차 감소하는데, 이를 피로라고 한다.