[1] 근육계통의 개요
1 | 근육계통의 개요 |
학습포인트 |
근육계통에서는 뼈대근육의 미세구조와 근수축 기전이 2019년부터 2024년까지 지속적으로 출제되고 있어 근절(sarcomere) 구조와 수축과정의 핵심 개념을 이해하는 것이 중요하다. 또한 머리·몸통·팔·다리 근육은 반복적으로 출제되는 영역으로, 각 근육의 이는곳·닿는곳과 작용을 중심으로 관절 움직임과 연결하여 정리할 필요가 있다. 특히 다리 근육은 2019년부터 2026년까지 꾸준히 출제되고 있으므로 주요 근육의 위치와 기능을 통합적으로 이해하는 학습이 요구된다. |
중요포인트 | 출제연도 |
근육의 유형과 기능 |
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뼈대근육의 미세구조 | 19 20 21 22 23 24 |
머리와 목의 근육 | 19 20 23 24 |
몸통근육 | 19 21 23 25 26 |
팔근육 | 20 21 22 24 25 |
다리근육 | 19 20 21 22 23 24 25 26 |
[1] 근육계통의 개요
1. 근육의 유형과 기능
1) 근육의 유형
| 뼈대근육 | 심장근육 | 민무늬근육 |
위치 | • 뼈대계통 | • 심장 | • 내장, 혈관벽 |
현미경적 구조 | • 가로무늬 • 근원섬유 내에 규칙적인 근육원섬유마디(sarcomere) 배열 | • 가로무늬 | • 민무늬 • 근육원섬유마디 구조가 없고, 필라멘트가 불규칙하게 배열 |
신경분포와 조절 | • 몸신경(수의적) | • 자율신경(불수의적) • 고유한 자동능 보유 | • 자율신경(불수의적) • 호르몬, 국소 화학물질에도 반응 |
핵 | • 다핵 • 핵은 근섬유의 가장자리에 위치 | • 단핵 • 세포 중앙에 위치 | • 단핵 |
칼슘공급 | • 근육세포질그물 • 활동전위에 의해 빠르고 강한 수축 유도 | • 근육세포질그물, 세포외액 | • 세포외액 |
결합조직 | • 근육속막, 근육다발막, 근육바깥막 | • 근육속막 | • 근육속막 |
특징 | • 쉽게 피로 • 빠른 수축과 강한 힘 생성 • 재생 능력 거의 없음 | • 틈새이음 有 • 사이원반으로 세포 간 전기적 연결 • 재생 능력 거의 없음 | • 수축이 느리고 완만 • 쉽게 피로해지지 않음 • 재생 능력 우수 |
2) 근육의 기능
운동성 | 몸을 움직이거나 이동, 호흡·순환·소화·배뇨 등에 관여 |
안정성 | 관절을 안정화하고 자세를 유지 |
열 생산 | 몸에서 만들어지는 열의 대부분을 담당 |
혈당조절 | 포도당 저장과 이용에 관여 |
3) 근육의 일반적 특성
흥분성 | 화학적 신호, 신장 등에 자극되면 전기적, 역학적 반응을 일으킴 |
전도성 | 흥분성은 근육세포를 자극하고, 원형질막을 통해 전도 |
수축성 | 자극에 의해 근육섬유는 짧아져 뼈나 기타 기관에 운동을 생성 |
신장성 | 손상 없이 세 배 이상 신장 |
탄력성 | 신장 후 긴장이 소실되면 원래의 상태로 복귀 |
2. 뼈대근육의 구조
1) 뼈대근육의 일반적 구조
근육속막 | • 근육섬유를 싸고 있는 막 |
근육다발막 | • 근육섬유의 다발인 근육다발을 싸고 있는 막 |
근육바깥막 | • 근육 전체를 싸고 있는 막 |
근막 | •근육 전체 및 기타 피부밑조직을 분리하는 얇은 막 •관절주머니, 뼈막 등을 형성 |
근육세포질 | • 근육섬유의 세포질 |
근육세포질그물 | • 근육세포의 소포체 • 근육세포의 소포체, Ca2＋ 저장 |
가로세관 | • 근육세포막이 안쪽으로 함입된 구조 • 전기신호를 근섬유 깊숙이 전달하여 근육세포질그물이 열리게 만듦 |
종말수조 | • T세관에 인접한 근육세포질그물의 연장된 끝 • Ca2＋가 고농도로 저장된 부위 |
그림 결합조직 가로단면과 세로단면
2) 뼈대근육의 미세구조
근육미세섬유 (myofilament) | 굵은 근육미세섬유 | • 마이오신으로 구성 |
가는 근육미세섬유 | • 액틴, 트로포마이오신, 트로포닌으로 구성 | |
근원섬유 (myofibril) 19 23 | 근육원섬유마디 | • 근육원섬유의 수축 기본단위 • Z선과 Z선 사이 • 근수축 시 길이가 짧아짐 |
A띠 | • 굵은 근육미세섬유와 가는 근육미세섬유가 중첩되어 어둡게 보이는 부분 • 길이 변화 無 | |
I띠 | • 가는 근육미세섬유만으로 구성된 좁고 밝은 부분 • 근수축 시 길이가 줄어듦 | |
H띠 | • A띠의 중앙부에 약간 밝은 부분 • 굵은 근육미세섬유만 존재 • 근수축 시 좁아지거나 소실됨 | |
Z선 | • I띠의 중앙경계선 • 근육원섬유마디의 경계 • 가는 근육미세섬유가 부착되는 부위 | |
M선 | • H띠 중앙에 있는 막모양의 어두운 부분 • 굵은 근육미세섬유를 고정·정렬하는 구조 |
그림 티틴 필라멘트와 M선
3. 근육섬유의 종류
| 적색근육 | 백색근육 |
구성 | • 느린 근육섬유–Type Ⅰ fiber • 혈색소 다량 • 혈액공급 풍부 • 사립체 다량 • ATP 재생 빠름 • 단백질과 지방 다량 | • 빠른 근육섬유–Type Ⅱ fiber • 혈색소 소량 • 혈액공급 적음 • 사립체 소량 • ATP 재생 느림 • 단백질과 지방 소량 |
기능 | • 자세조절 관여 • 긴 잠복기, 느리게 반응 • 장시간 수축, 지속적 수축 • 흥분성이 낮고, 수축강도가 큼 | • 민첩한 운동 관여 • 짧은 자극간격에 반응 • 단시간 수축 • 흥분성이 높고, 수축강도는 적음 |
예 | • 심층부, 자세유지근육 | • 체표면에 가까운 곳 |
4. 근수축의 기전 20 21 24
1) 활주설
• 가는 근육미세섬유가 굵은 근육미세섬유 사이로 미끄러져 들어가는 현상
• I띠와 H띠가 좁아지고 Z선과 Z선 사이가 축소되지만 A띠는 변화없음
2) 근수축 과정
① 운동신경의 신경흥분(활동전위, 약 -90 mV)이 신경근 접합부에 도달되면 축삭종말(신경종말)의 Ca2＋ 통로가 열리고 Ca2＋의 투과성이 증가
② Ca2＋은 시냅스 소포에서 운동신경말단의 종말판으로 아세틸콜린 방출
축삭종말 내부의 Ca2＋이 제거되면 아세틸콜린 유리가 중지되며, 시냅스틈새에 있는 아세틸콜린에스터라아제에 의해 빠르게 콜린과 아세트산으로 분해 |
③ 방출된 아세틸콜린은 아세틸콜린 수용체와 결합하고 Na＋ 통로가 열림(근세포막의 탈분극 발생)
④ Na＋이 세포 내로 이동
⑤ 전도된 흥분이 가로세관(T세관)을 탈분극시킴
⑥ ATP를 소비해서 능동수송으로 근육세포질그물의 종말수조로부터 Ca2＋ 유리를 촉진
⑦ 근세포질 내부로 유리된 Ca2＋이 트로포닌과 결합
⑧ 트로포마이오신의 구조가 변경되어 액틴의 결합부위가 노출
⑨ 마이오신필라멘트의 머리는 ATP를 분해하여 이때 생기는 에너지를 이용하여 액틴의 결합부위와 교차결합을 형성하여 부착(교차다리 형성)
⑩ 근수축 발생
⑪ ATP 하나가 마이오신필라멘트 머리와 결합하면 액틴필라멘트와 분리
⑫ 결합이 풀린 마이오신필라멘트 머리가 ATP를 ADP와 인산기(pi)로 분해하면 활성화되어 액틴의 결합부위와 교차결합하여 근수축 발생
MEMORY KEY | 근수축 과정은 자주 출제되고 있으니 반드시 알고 있어야 한다. |
그림 신경근 접합부의 기능
A.
1. 시냅스종판에 활동전압이 도달하면 칼슘이온(Ca2+)통로가 열리고 시냅스전종판의 Ca2+의 투과성이 증가된다.
2. Ca2+은 시냅스종판의 시냅스 소포에서 신경전달물질인 아세틸콜린(acetylcholine, Ach.)을 방출하도록 한다.
3. 시냅스 간격으로 확산된 Ach.는 시냅스 후 근섬유막의 Ach. 수용기와 결합한 후 Na+의 투과성을 증가시킨다.
4. Na+ 투과성의 증가는 시냅스후막에 탈분극을 일으키고 시냅스후막의 활동전압이 나타나게 한다.
B.
1. Ach.이 시냅스 간격으로 방출되면 시냅스후막의 Ach. 수용기와 결합하고 Na+의 통로가 열린다.
2. Ach.이 시냅스 간격에서 아세틸콜린에스터라아제에 의해 빠르게 콜린과 아세트산으로 분해된다.
3. 콜린은 시냅스 전종판에서 재흡수되어 아세트산과 결합하여 아세트콜린으로 재합성된다.
3) 근이완 과정
① 축삭종말로부터 흥분이 중단되면 근세포질 내의 Ca2＋ 농도는 안정상태 수준으로 돌아가기 위해 능동운반으로 세포막을 통하여 퍼냄과 동시에 근세포질그물로 회수
② Ca2＋ 농도가 낮아지면 Ca2＋은 트로포닌으로부터 분리
③ 액틴의 결합부위는 트로포마이오신에 의해 덮이게 되어 액틴과 마이오신의 결합이 끊어짐
5. 근수축의 종류
1) 형태에 따른 분류 22
단일수축 (연축, twitch) | • 근육 또는 신경에 문턱(역치) 이상의 자극을 가할 때 1회의 빠른 수축과 이완과정이 일어나는 현상 • 근육세포질그물에서 일정량의 Ca2+가 유리되었다가 다시 회수되면 종료됨 |
강축(Tetanus) | • 일정 시간 동안 같은 자극이 반복되어 여러 연축이 합쳐져 연축보다 큰 힘과 지속적인 수축이 일어나는 현상 • 완전강축: 자극과 자극 사이의 간격이 짧음 • 불완전강축: 자극과 자극 사이의 간격이 김 |
긴장(Tonus) | • 근육이 부분적으로 수축을 지속하는 상태. 즉 지속적인 약한 수축상태 |
강직 (Contraction) | • 병적 상태에서 활동전위가 없어도 강축이 일어나는 현상 • 유발원인: 저칼슘혈증 • 부갑상샘 제거 → 혈중 Ca2+ 감소, 인 증가 → 강직 발생 • 사후 → 근육 내 ATP 無, 활동전위 無 → 사후강직 |
마비(Paralysis) | • 중추신경계 또는 운동신경계 손상으로 흥분 전달이 차단되어 수의적 근수축이 일어나지 않는 상태 |
위축(Atrophy) | • 마비 후 시간이 경과함에 따라 근육의 수축력이 저하되고 근육량이 감소한 상태 |
비대(Hypertrophy) | • 과도한 운동으로 근육의 부피가 커지고 수축력이 증가한 상태 |
2) 장력과 근길이의 변화에 따른 분류
등장성 수축 | • 근육의 한쪽을 고정하고 물건을 들어올릴 때 일어나는 수축 • 장력 변화 없이 근의 길이가 짧아짐 |
등척성 수축 | • 근육의 양쪽을 고정하고 물건을 들고 정지할 때 일어나는 수축 • 근의 길이 변화 없이 장력만 증가 |
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