작업치료 핵심 해설
이 문제는
활주필라멘트 이론(Sliding Filament Theory)의 세부적인 기전을 이해하고 있는지 묻는 해부생리학 기초 문제예요. 작업치료사로서 근육의 수축 원리를 정확히 이해하는 것은, 근력 강화 훈련, 관절가동범위(ROM) 운동, 그리고 근육의 기능적 회복을 평가하는 데 필수적인 기초 지식이랍니다.
핵심 개념 분석 (Key Concept)
근육의 기본 구조 단위는
근육원섬유(Myofibril)이며, 이는
근절(Sarcomere)이라는 반복 단위로 구성돼요. 근절은 Z선(Z-line)에서 Z선까지의 영역을 말하며, 내부에는 두 가지 주요 필라멘트가 있어요: 굵은
미오신 필라멘트(Myosin filament)와 가는
액틴 필라멘트(Actin filament)죠. 이 필라멘트들의 배열에 따라 근절 내에서 밝고 어두운 띠가 생겨나는데, 이를 각각
I대(I-band),
A대(A-band),
H대(H-zone)라고 불러요.
정답 근거 (Answer Rationale)
핵심! 정답은
A대입니다. 그 이유는 A대는
미오신 필라멘트의 전체 길이를 나타내는 영역이기 때문이에요. 활주필라멘트 이론에 따르면, 근육이 수축할 때 액틴 필라멘트가 미오신 필라멘트 사이로 미끄러져 들어가면서(Z선끼리 가까워지면서) 근육 전체 길이가 짧아집니다. 이 과정에서
미오신 필라멘트 자체의 길이는 변하지 않아요. 따라서 미오신 필라멘트의 길이를 표시하는 A대의 길이도 변하지 않고 그대로 유지됩니다.
오답 분석 (Distractor Analysis)
혼동 주의! 다른 보기들은 수축 시 길이가 변하는 영역들이에요.
②
I대: 이는 액틴 필라멘트만 존재하는 영역으로, 수축 시 액틴 필라멘트가 미오신 영역으로 끌려 들어가므로 길이가
짧아지거나 사라집니다.
③
H대: 이는 A대 내에서 미오신 필라멘트만 존재하는(액틴 필라멘트와 겹치지 않는) 중앙 영역이에요. 수축 시 액틴 필라멘트가 이 영역으로 침투하므로 길이가
짧아지거나 완전히 사라집니다.
④
Z선 사이: 이는 근절(Sarcomere) 자체를 의미해요. 수축의 정의 자체가 Z선 사이 거리가 짧아지는 것이므로, 길이가
분명히 짧아집니다. 또한 문제에서 묻는 "근육원섬유의 부위"라는 조건에도 정확히 부합하지 않아요.
⑤
근육원섬유마디: 이는 근절(Sarcomere)의 다른 표현이므로, 마찬가지로 길이가 짧아집니다.
연관 개념 정리 (Related Concepts)
이 기전은
교차다리 주기(Cross-bridge cycling)에 의해 구동됩니다. 칼슘 이온(Ca²⁺)이 방출되면, 트로포닌(Troponin)-트로포미오신(Tropomyosin) 복합체의 구조가 바뀌어 액틴 필라멘트의 미오신 결합 부위가 노출되고, 미오신의 머리가 액틴에 결합하여 힘을 발생시킵니다.
개념 정리
- 활주필라멘트 이론: 액틴 필라멘트가 미오신 필라멘트 사이로 미끄러져 들어가며 근육이 짧아지는 현상.
- 변하지 않는 것: 미오신 필라멘트의 길이 = A대의 길이.
- 짧아지는 것: I대, H대, 근절(Sarcomere, Z선 사이)의 길이.
한눈에 비교!
| 근절 내 영역 | 주요 구성 필라멘트 | 수축 시 길이 변화 | 기억 포인트 |
|---|
| A대 (A-band) | 미오신 필라멘트 전체 (액틴과 겹치는 부분 포함) | 변하지 않음 | "A"는 "Anisotropic"(이방성, 어두움)의 약자. 미오신 길이 그대로. |
| I대 (I-band) | 액틴 필라멘트만 (미오신과 겹치지 않음) | 짧아짐 | "I"는 "Isotropic"(등방성, 밝음)의 약자. 액틴이 끌려 들어가서 사라짐. |
| H대 (H-zone) | 미오신 필라멘트만 (액틴과 겹치지 않는 A대 중앙부) | 짧아지거나 사라짐 | "H"는 "Helle"(밝은, 독일어)의 약자. 액틴이 침투해서 없어짐. |
| 근절 (Sarcomere) | Z선에서 Z선까지의 전체 (A대, I대, H대 포함) | 짧아짐 | 수축의 기본 단위. Z선 사이 거리가 줄어드는 게 수축. |
해부학 포인트
- Z선 (Z-line/Z-disc): 액틴 필라멘트가 고정되는 지점. 근절의 경계.
- M선 (M-line): A대의 한가운데, 미오신 필라멘트를 고정하는 구조.
- 트로포닌(Troponin) & 트로포미오신(Tropomyosin): 액틴 필라멘트에 붙어 있는 조절 단백질. 칼슘 이온에 반응해 미오신 결합 부위를 가리거나 열어요.
암기 팁
"A는 안 변해"라고 외우세요! A대는 미오신(Myosin)의 길이를 나타내는데, Myosin의 'M'을 뒤집으면 'A'가 되지 않나요? 그래서 "뒤집어도(수축해도) A대는 안 변한다"고 연상하면 기억하기 쉬워요. I대와 H대는 "IH(아이에이치)는 줄어든다"고 외우면 돼요.
국시 빈출 포인트
이 주제는 작업치료사 국가고시
해부생리학 파트에서 꾸준히 출제되는 고전적인 문제예요. 단순히 "무엇이 변하지 않는가?"를 묻거나, 그림을 제시하고 수축 전후를 비교하는 형태로 출제될 수 있어요. I대, A대, H대의 정의와 수축 시 변화를 반드시 셋을 묶어서 정리해두는 게 좋아요.
기출 변형 주의!
- 변형 1 (역발상): "근육 수축 시 사라지는 영역은?" → 정답: H대 (완전 수축 시 I대도 사라질 수 있지만, H대가 더 전형적).
- 변형 2 (과정 이해): "활주필라멘트 이론에서 칼슘 이온의 역할은?" → 정답: 트로포닌에 결합하여 트로포미오신의 구조를 변화시켜 미오신 결합 부위를 노출시킴.