[1] 근육계통의 개요
1 | 근육계통의 개요 |
학습포인트 |
최근에는 뼈대근육의 미세구조, 근수축 과정, 각 근육의 특징 등이 출제되었고, 근육계통은 물리치료사에게 가장 기본이 되는 단원이므로 각 근육의 이는곳, 닿는곳, 작용 및 지배신경에 대한 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 |
팔근육 | 20 21 22 24 25 |
다리근육 | 19 20 21 22 23 24 25 |
[1] 근육계통의 개요
1. 근육의 유형과 기능
1) 근육의 유형
| 뼈대근육 | 심장근육 | 민무늬근육 |
위치 | 뼈대계통 | 심장 | 내장, 혈관벽 |
현미경적 구조 | 가로무늬 | 가로무늬 | 민무늬 |
신경분포와 조절 | 몸신경(수의적) | 자율신경(불수의적) | 자율신경(불수의적) |
핵 | 다핵 | 단핵 | 단핵 |
칼슘공급 | 근육세포질그물 | 근육세포질그물, 세포외액 | 세포외액 |
결합조직 | 근육속막, 근육다발막, 근육바깥막 | 근육속막 | 근육속막 |
특징 | 쉽게 피로 | 틈새이음, 사이원반 有 | •수축이 느리고 완만 •쉽게 피로해지지 않음 •근육원섬유마디 無 |
2) 근육의 기능
운동성 | 몸을 움직이거나 이동, 혈액순환, 호흡운동, 소화운동, 배뇨 |
안정성 | 관절을 안정화시키고, 뼈와 힘줄에서 긴장을 유지하여 자세를 유지시킴 |
열 생산 | 몸에서 생산하는 열의 약 85%를 생산 |
혈당조절 | 가지고 있는 포도당을 이용하여 혈액의 농도를 안정화시킴 |
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, Ca2+ 저장 |
가로세관 | 전기신호를 이송, 근육세포질그물이 열리게 만듦 |
종말수조 | T세관에 인접한 근육세포질그물의 연장된 끝 |
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 |
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 | |
Z선 | I띠의 중앙경계선 | |
M선 | H띠 중앙에 있는 막모양의 어두운 부분 |
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 Ca2＋ 통로가 열리고 축삭종말(신경종말)의 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. 즉 연축은 근육세포질그물로 일정한 양의 칼슘을 유리시킨 후 다시 칼슘이 근육세포질그물로 회수되면 끝남 |
강축(Tetanus) | •일정시간 동안 같은 자극을 반복하여 연축이 합쳐져 연축보다 큰 힘과 지속적인 수축이 일어나는 현상. 즉 지속적인 강한 수축상태(일반적인 수축 형태) •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) | •근육이 병적상태에서 활동전위가 유발되지 않고서도 강축이 일어나는 것 •유발원인: 저칼슘혈증 •부갑상샘을 제거하면 혈중의 칼슘 농도는 저하되고 인 농도가 증가하여 강직(tetany)이 발생 •사후 → 근육 내 ATP 無, 활동전위 無 → 사후강직 |
마비(Paralysis) | 중추신경계와 운동신경계의 손상으로 흥분전달이 차단되고, 수의적으로 근수축이 일어나지 않는 현상 |
위축(Atrophy) | 마비 후 시간이 지남에 따른 근육의 낮은 수축력 |
비대(Hypertrophy) | 과도한 운동으로 근육의 부피가 커지고 수축력이 강해진 경우 |
2) 장력과 근길이의 변화에 따른 분류
등장성 수축 | •근육의 한쪽을 고정하고 물건을 들어올릴 때 일어나는 수축 •장력의 변화 없이 근의 길이가 짧아지는 수축 |
등척성 수축 | •근육의 양쪽을 고정하고 물건을 들고 정지할 때 일어나는 수축 •근의 길이가 변화 없고, 장력이 변화하는 수축 |
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