# 자극 주파수를 점차 높일 때 근육에서 나타나는 변화로 옳은 것은?

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> language: ko  
> subject: 물리치료 기초

## 문제

자극 주파수를 점차 높일 때 근육에서 나타나는 변화로 옳은 것은?

## 보기

1. 수축이 완전히 사라진다
2. 수축이 원심성으로 바뀐다
3. 근육의 길이가 늘어난다
4. 연축이 합쳐져 강직수축으로 바뀐다 **✔ 정답**
5. 연축의 크기가 점점 작아진다

**정답: 4**

## 해설

자극 빈도가 낮으면 각 자극에 대해 개별 연축이 나타나지만, 빈도가 높아져 앞의 연축이 끝나기 전에 다음 자극이 들어오면 수축이 겹쳐 커지고 결국 하나로 융합된 강직수축이 된다. 강직수축은 큰 힘을 내지만 근피로도 빨리 온다.

## 심화 해설

자극 주파수와 근수축의 합산: 연축에서 강직으로

이 문제는 근육에 주는 자극의 빈도를 높일 때 근수축 양상이 어떻게 달라지는지, 곧 수축의 합산과 강직수축의 원리를 묻습니다. 신경근전기자극(NMES)에서 주파수를 정하고, 자발적 수축에서 운동단위의 발화율이 힘을 조절하는 방식을 이해하는 데 필요한 개념입니다.

정답은 보기 4번입니다. 근육에 단일 자극을 주면 짧은 수축인 연축(twitch)이 한 번 나타나고 이어서 이완합니다. 낮은 빈도의 자극에서는 각 연축이 따로 보이다가, 빈도가 높아져 앞의 연축이 끝나기 전에 다음 자극이 오면 수축이 겹쳐 힘이 커지는 합산(summation)이 일어납니다. 빈도를 더 올리면 연축 사이의 떨림이 줄다가 마침내 하나의 매끄러운 지속 수축인 강직수축(tetanus)이 됩니다. 자극 빈도가 높아져 근력이 합산되는 것을 강직수축이라 하며, 불완전강직이나 완전강직을 일으키는 최소 자극 빈도는 연축의 수축시간과 이완시간과 관련됩니다.[1]이는 같은 근육이라도 수축이 빠르고 이완도 빠른 근육은 더 높은 주파수에서 융합되고, 느린 근육은 더 낮은 주파수에서도 융합된다는 뜻입니다. 실제 신체에서는 운동신경이 발화율을 높이고 운동단위를 더 많이 동원해 힘을 키웁니다.

보기별 해설

1번: 수축이 완전히 사라진다 — 지나치게 높은 빈도에서 피로가 오면 힘이 줄 수 있으나, 빈도를 높이는 것의 기본 반응은 합산과 강직입니다. 수축이 사라지는 것이 일반 원리는 아닙니다.

2번: 수축이 원심성으로 바뀐다 — 원심성 수축은 근육이 힘을 내면서 길어지는 수축 형태로, 외부 부하와 근육 힘의 관계로 정해집니다. 자극 주파수와는 관계없는 보기입니다.

3번: 근육의 길이가 늘어난다 — 강직수축은 근육이 짧아지거나 같은 길이로 힘을 내는 상태이므로 길이가 늘어나는 것은 맞지 않습니다.

5번: 연축의 크기가 점점 작아진다 — 주파수가 올라가면 합산 때문에 전체 힘은 오히려 커집니다. 연축 하나하나의 크기가 줄어드는 것이 아니라 개별 연축이 겹쳐 보이지 않게 됩니다.

임상 적용 관점

신경근전기자극으로 근력 강화를 할 때 보통 30~50Hz 정도의 중간 주파수를 쓰는 것은 강직수축에 가까운 매끄러운 수축을 얻으면서도 피로를 너무 빨리 일으키지 않기 위해서입니다. 반대로 매우 낮은 주파수는 연축이 따로 느껴져 근육을 두드리는 듯한 자극이 되며 펌핑을 이용한 순환 촉진 등에 쓰입니다. 주파수를 너무 높이면 근피로가 빨리 와서 힘이 급격히 떨어지므로 대상자의 반응에 따라 조절합니다.

정리하면 자극 주파수가 높아지면 연축이 합산되어 결국 하나로 융합된 강직수축이 됩니다.참고 문헌 (논문 출처)

- [1]Estimating the minimum stimulation frequency necessary to evoke tetanic progression based on muscle twitch parameters.일반논문Watanabe S, Fukuhara S, Fujinaga T, Oka H (2017) · DOI: 10.1088/1361-6579/aa5bd1

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