# 근수축 힘이 점차 커질 때 크기 원리(size principle)에 따라 나중에 동원되는 운동단위는?

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> subject: 과목별 모의고사 | 물리치료 기초

## 문제

근수축 힘이 점차 커질 때 크기 원리(size principle)에 따라 나중에 동원되는 운동단위는?

## 보기

1. 신경세포체가 작고 느린연축 근섬유를 지배하는 단위
2. 근섬유 수가 적어 미세한 힘 조절에 쓰이는 단위
3. 신경세포체가 크고 빠른연축 근섬유를 많이 지배하는 단위 **✔ 정답**
4. 산화 능력이 높아 오래 수축해도 피로에 강한 단위
5. 축삭이 가늘어 문턱이 낮고 가장 먼저 흥분하는 단위

**정답: 3**

## 해설

운동단위는 작은 신경세포가 지배하는 느린연축 단위부터 동원되고, 힘이 더 필요할수록 큰 신경세포가 지배하는 빠른연축 단위가 뒤따른다. 큰 단위는 한 번에 내는 힘이 크지만 쉽게 피로해진다. 이 순서 덕분에 약한 힘에서는 피로에 강한 단위만 쓰이고 센 힘에서만 큰 단위가 합류한다.

## 심화 해설

크기 원리(size principle)와 운동단위 동원 순서
골격근이 내는 힘을 점차 증가시킬 때, 중추신경계는 운동단위(motor unit)를 무작위로 동원하지 않습니다. 작은 운동단위부터 시작해 큰 운동단위 순서로 동원하는데, 이를 크기 원리(size principle)라고 합니다. 이 원리의 핵심은 운동신경세포(motor neuron)의 세포체 크기와 흥분 역치의 관계에 있습니다. 세포체가 작은 운동신경세포는 입력 저항이 커서 같은 시냅스 입력에도 더 쉽게 탈분극되어 먼저 흥분하고, 세포체가 큰 운동신경세포는 입력 저항이 낮아 더 큰 입력이 와야만 흥분합니다.

근수축 힘이 점차 커질 때 나중에 동원되는 운동단위는 신경세포체가 크고, 축삭이 굵으며, 빠른연축(fast-twitch) 근섬유를 많이 지배하는 단위입니다. 이들은 흥분 역치가 높아 강한 수축이 필요할 때 마지막에 동원되며, 순간적인 힘과 파워를 담당합니다. 반대로 가장 먼저 동원되는 운동단위는 신경세포체가 작고 축삭이 가늘며, 느린연축(slow-twitch) 근섬유를 적게 지배하는 단위입니다. 이들은 산화 능력이 높아 피로에 강하고 자세 유지처럼 낮은 강도의 지속적인 수축에 적합합니다.

혼동 주의! 크기 원리에서 '크기'는 근섬유의 굵기가 아니라 운동신경세포의 세포체 크기를 기준으로 합니다. 운동단위의 동원 순서는 근섬유 수나 근섬유 직경이 아닌, 지배하는 운동신경세포의 크기와 그에 따른 흥분 역치로 결정됩니다.

핵심! 근수축 힘을 점차 키울 때 동원 순서는 작은 운동신경세포(느린연축, 피로 저항성) → 큰 운동신경세포(빠른연축, 피로 취약)로 진행됩니다. 따라서 문제에서 '나중에 동원되는' 단위를 물었다면, 빠른연축 섬유를 많이 지배하고 신경세포체가 큰 단위를 고르면 됩니다.

| 구분 | 먼저 동원(작은 운동단위) | 나중 동원(큰 운동단위) |
| --- | --- | --- |
| 운동신경세포체 | 작음 | 큼 |
| 축삭 직경 | 가늘고 전도 느림 | 굵고 전도 빠름 |
| 흥분 역치 | 낮음 | 높음 |
| 근섬유 유형 | 느린연축(type I) | 빠른연축(type II) |
| 지배 근섬유 수 | 적음(미세 조절) | 많음(큰 힘 생성) |
| 피로 저항성 | 높음(산화 능력 우수) | 낮음(해당 능력 우세) |

보기 1, 2, 4, 5는 모두 먼저 동원되는 작은 운동단위의 특성입니다. 신경세포체가 작고 느린연축 근섬유를 지배하며(보기 1), 근섬유 수가 적어 미세한 힘 조절에 쓰이고(보기 2), 산화 능력이 높아 피로에 강하며(보기 4), 축삭이 가늘어 문턱이 낮아 가장 먼저 흥분하는(보기 5) 단위는 크기 원리상 초기에 동원됩니다. 반면 보기 3의 '신경세포체가 크고 빠른연축 근섬유를 많이 지배하는 단위'는 높은 역치 때문에 강한 수축이 요구될 때 마지막에 동원되므로 정답입니다.

노화 관련 연구에서는 큰 운동신경세포의 사멸이 빠른연축(type IIx/b) 근섬유의 선택적 위축과 동반된다고 보고하여, 큰 운동단위가 빠른연축 섬유를 지배한다는 크기 원리의 구조적 근거를 뒷받침합니다 [3]. 또한 운동단위의 동원 역치와 발화율은 훈련이나 수축 조건에 따라 조절될 수 있지만, 기본적인 동원 순서 자체는 크기 원리에 따라 유지됩니다 .참고 문헌 (논문 출처)

- [3]Fiber type specific tibialis anterior muscle atrophy and oxidative capacity reduction is contemporaneous with death of larger lumbar motor neurons in old rats.일반논문Rooker KD, Hernandez-Vizcarrondo GA, Cheung SW, Mahadev Bhat S, Brown AD, Sieck GC, Fogarty MJ. (2026) · DOI: 10.14814/phy2.71035

## 임상 시나리오

크기 원리와 임상 적용운동단위 동원 순서의 이해와 재활 전략
근수축 힘이 증가할 때 운동단위는 작은 운동신경세포부터 큰 운동신경세포 순으로 동원됩니다. 이는 세포체 크기에 따른 입력 저항 차이 때문으로, 작은 세포는 같은 입력에도 더 쉽게 탈분극되어 낮은 역치로 먼저 흥분합니다.

임상에서 점진적 저항 운동 시 초기에는 느린연축(Type I) 섬유가 동원되어 자세 유지와 지구력에 기여하고, 강도가 높아질수록 빠른연축(Type II) 섬유가 추가로 동원됩니다. 따라서 고강도 훈련이 필요한 파워 향상이나 근비대 목적이라면 80% 1RM 이상의 부하로 큰 운동단위를 활성화해야 합니다.

주의노화나 신경 손상 시 큰 운동신경세포가 먼저 사멸하여 빠른연축 섬유의 선택적 위축이 나타날 수 있습니다. 재활 초기에 저강도 운동만 반복하면 큰 운동단위가 동원되지 않아 기능 회복이 지연될 수 있으므로, 점진적으로 부하를 높여 높은 역치 운동단위를 자극하는 것이 중요합니다.

## 핵심 개념

- **크기 원리** — 운동단위가 작은 것부터 큰 것 순서로 동원되는 원리. 운동신경세포체의 크기와 흥분 역치에 기반한다.
- **운동단위** — 하나의 운동신경세포와 그것이 지배하는 모든 근섬유의 집합. 기능적 수축 단위이다.
- **빠른연축 근섬유** — Type II 섬유로, 수축 속도가 빠르고 큰 힘을 내지만 피로에 취약하다. 큰 운동신경세포가 지배한다.
- **느린연축 근섬유** — Type I 섬유로, 수축 속도가 느리고 산화 능력이 높아 피로에 강하다. 작은 운동신경세포가 지배한다.
- **흥분 역치** — 신경세포가 활동전위를 발생시키는 데 필요한 최소 자극 강도. 세포체가 작을수록 낮다.

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