근수축 과정에서 근육세포질그물로부터 Ca2＋가 방출되고 다시 회수되는 데 필요한 에너지 형태는? | 마이메르시 MyMerci

풀어 본 사람 58%가 틀린 문제도전 ›

근육계통

근수축 과정에서 근육세포질그물로부터 Ca2＋가 방출되고 다시 회수되는 데 필요한 에너지 형태는?

1 ATP ✓ 정답
2 ADP
3 포도당
4 글리세롤
5 아미노산

해설

Ca^2＋의 저장과 회수는 능동적 기전에 의해 이루어진다. 이 과정에는 ATP가 필요하다.

같은 주제 다음 문제다음 중 뼈대근육의 특징으로 옳은 것은?이 문제가 수록된 문제집2026 Edition 코어 물리치료사 패키지 Full-Pack99,000원 · 무료 체험 가능

근수축이 일어나려면 세포질 내 Ca²⁺ 농도가 급격히 올라가야 하고, 이완되려면 Ca²⁺이 다시 근육세포질그물(sarcoplasmic reticulum, SR) 안으로 들어가야 합니다. 이 두 방향의 Ca²⁺ 이동 중에서 특히 회수(reuptake) 과정은 농도 기울기를 거슬러 올라가는 능동수송이므로 에너지가 필요합니다.

SR 막에 있는 Ca²⁺-ATPase, 곧 SERCA 펌프가 그 일을 담당합니다. SERCA는 ATP 한 분자를 가수분해할 때 나오는 에너지로 Ca²⁺ 두 개를 세포질에서 SR 내부로 옮깁니다^[1]^[2]. 근이완은 Ca²⁺이 SERCA에 의해 SR로 다시 격리되면서 일어나며, 이 과정은 ATP 의존적입니다. 반대로 SR에서 세포질로 Ca²⁺이 방출되는 통로는 라이아노딘 수용체(ryanodine receptor)인데, 이쪽은 농도 기울기를 따라 이동하는 확산성 방출이라 ATP를 직접 소모하지 않습니다^[1].

혼동 주의! Ca²⁺ 방출 자체에는 ATP가 필요하지 않지만, 방출 뒤 원상태로 되돌리는 회수 단계에는 반드시 ATP가 필요합니다. 문제에서 “방출되고 다시 회수되는 데”라고 묻고 있으므로, 전체 순환을 정상적으로 유지하는 데 필요한 에너지원은 ATP입니다.

SERCA는 근육 종류에 따라 여러 동형(isoform)으로 나뉘는데, 골격근에는 주로 SERCA1이, 심근에는 SERCA2a가 발현됩니다^[2]. 심근의 SERCA2a 활성이 떨어지면 이완기 Ca²⁺ 회수가 지연되어 심부전의 Ca²⁺ 조절 이상으로 이어질 수 있다는 점도 임상적으로 중요합니다^[3]. 평활근에서도 SERCA가 SR 내 Ca²⁺ 저장을 다시 채우는 핵심 기전이며, 인산람반(phospholamban)과 CaM-CaMKII 경로가 SERCA 활성을 조절합니다^[4].

ADP는 ATP가 가수분해된 뒤의 산물이고, 포도당·글리세롤·아미노산은 ATP를 만드는 대사 연료가 될 수는 있어도 Ca²⁺ 회수에 직접 쓰이는 에너지 형태는 아닙니다. 근수축-이완 순환에서 Ca²⁺의 SR 내 재격리는 SERCA가 ATP를 직접 소모하여 수행하는 능동수송입니다.

참고 문헌 (논문 출처)

[1]
Calcium transport across the sarcoplasmic reticulum: structure and function of Ca2+-ATPase and the ryanodine receptor.일반논문Stokes DL, Wagenknecht T (2000) · DOI: 10.1046/j.1432-1327.2000.01569.x
[2]
Role of SERCA Pump in Muscle Thermogenesis and Metabolism.일반논문Periasamy M, Maurya SK, Sahoo SK, Singh S, Sahoo SK, Reis FCG (2017) · DOI: 10.1002/cphy.c160030
[3]
DWORF Gene Therapy Improves Cardiac Calcium Handling and Mitochondrial Function.일반논문Brito-Estrada O, Kuwabara Y, Gibson AM, Hassel KR, Kamradt ML, Verry JP (2025) · DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.125.326550
[4]
Regulation of sarcoplasmic reticulum Ca2+ reuptake in porcine airway smooth muscle.일반논문Sathish V, Leblebici F, Kip SN, Thompson MA, Pabelick CM, Prakash YS (2008) · DOI: 10.1152/ajplung.00461.2007

코어 문제은행 8,562 문제 · 로그인 없이 바로 볼 수 있어요

마이메르시로 국가고시 완벽 대비

기출문제와 상세 해설을 무료로. 내 약점을 분석하고 진도를 관리하며 더 똑똑하게 공부하세요.

무료로 시작하기

App Store Google Play

학습 참고용입니다. 실제 임상은 최신 지침과 소속 기관 프로토콜을 따르세요.

다음 문제 무료로 시작하기