# 최대한 늘어난 골격근에서 능동적으로 낼 수 있는 장력이 작아지는 이유는?

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> subject: 과목별 모의고사 | 물리치료 기초

## 문제

최대한 늘어난 골격근에서 능동적으로 낼 수 있는 장력이 작아지는 이유는?

## 보기

1. 칼슘이온의 방출이 지나치게 늘어 근육이 과수축하기 때문이다
2. 근방추의 활동이 커져 억제 반사가 일어나기 때문이다
3. 운동단위의 동원이 줄어 활성 근섬유가 적어지기 때문이다
4. ATP가 과도하게 쌓여 가교 분리가 늦어지기 때문이다
5. 가는 필라멘트와 굵은 필라멘트의 겹침이 줄어 가교 형성이 적기 때문이다 **✔ 정답**

**정답: 5**

## 해설

길이-장력 관계에서 근육이 지나치게 늘어나면 가는 필라멘트와 굵은 필라멘트가 겹치는 부위가 줄어 형성되는 가교 수가 적어지므로 능동 장력이 떨어진다. 최대 능동 장력은 알맞게 겹치는 휴지 길이 부근에서 나온다. 늘어난 근육의 수동 장력은 결합조직 때문에 커진다.

## 심화 해설

골격근의 능동 장력은 근절(sarcomere) 내 가는 필라멘트(액틴, actin)와 굵은 필라멘트(마이오신, myosin)의 겹침(overlap) 정도에 의해 결정된다. 근육이 최대한 늘어난 상태에서는 이 겹침이 줄어들어 액틴과 마이오신 사이에 형성될 수 있는 가교(crossbridge)의 수가 감소하고, 그 결과 능동 장력이 작아진다. 이는 근절의 길이-장력 관계(length-tension relationship)에서 하행지(descending limb)에 해당하는 현상이다.

문제의 보기에서 제시된 다른 기전들은 최대 신장 상태의 장력 감소를 설명하지 못한다. 칼슘 이온 방출의 과도한 증가나 ATP 축적은 피로나 대사적 조건에서 주로 논의되는 개념이며, 근방추(muscle spindle)의 활동 증가는 신장 반사(stretch reflex)를 유발하지만 최대 신장 시 능동 장력 감소의 직접적인 원인은 아니다. 운동단위 동원의 감소도 중추성 피로나 신경 조절의 문제로, 근절 자체의 구조적 겹침 변화와는 구분된다.

근거 자료 [2]는 근육이 능동적으로 늘어날 때 발생하는 힘이 신장의 규모에 따라 서로 다른 구조에 의존한다고 설명한다. 작은 섭동(perturbation)에서는 근육의 능동 반응이 뻣뻣한 스프링과 가벼운 댐퍼의 병렬 연결로 표현될 수 있지만, 더 긴 신장에서는 활성화 시 끝을 고정할 수 있는 유연한 스프링으로 표현된다. 이는 근절의 필라멘트 겹침이 줄어들수록 수동 구조물의 기여와 능동 가교 형성 능력이 달라진다는 점을 시사한다. 근거 자료 [4]는 미오신 결합 단백질 C(MyBP-C)가 굵은 필라멘트에 결합하여 마이오신 머리를 도킹된 위치에 안정화시켜 가교 형성을 제한한다고 보고한다. MyBP-C가 제거된 근섬유에서 힘 생성과 칼슘 민감도에 결손이 나타난다는 결과는, 굵은 필라멘트와 가는 필라멘트의 상호작용 조절이 장력 발생에 핵심적임을 보여준다. 근거 자료 [3]은 근수축이 칼슘에 반응하여 굵은 필라멘트 표면의 접힌 OFF 상태에서 마이오신 모터가 활성화되고 액틴 트랙과 결합하는 과정에 의존한다고 밝히고 있다. 근거 자료 [1]은 Piezo1이 길이-장력 관계를 조율한다고 보고하지만, 이는 채널 비의존적 기전을 통한 조절로, 최대 신장 시 장력 감소의 기본 원리인 필라멘트 겹침 감소를 대체하지 않는다.

혼동 주의! 근육이 늘어나면 수동 장력(passive tension)은 증가하지만 능동 장력(active tension)은 감소한다. 전체 장력(total tension)은 능동 장력과 수동 장력의 합이므로, 최대 신장 부근에서는 수동 장력이 우세해 전체 장력이 다시 커질 수 있다. 그러나 문제에서 묻는 것은 ‘능동적으로 낼 수 있는 장력’이므로, 가교 형성 부위의 감소로 인한 능동 장력의 감소가 정답이다. 핵심! 길이-장력 곡선에서 최적 길이(optimal length)보다 근절이 늘어나면 액틴-마이오신 겹침이 줄어 가교 수가 감소하고, 이것이 능동 장력 저하의 직접적인 원인이다.참고 문헌 (논문 출처)

- [1]Piezo1 Regulates the Skeletal Muscle Length-Tension Relationship Through Channel-Independent Mechanotransduction.일반논문Dienes B, Gere Á, Szentesi P, Szabó L, Kovács ZM, Magyar ZÉ, Guti E, Bazsó T, Gönczi M, Csernoch L. (2026) · DOI: 10.3390/biom16070960

- [2]A three filament mechanistic model of musculotendon force and impedance.일반논문Millard M, Franklin DW, Herzog W. (2024) · DOI: 10.7554/elife.88344

- [3]Subsarcomeric regulation of thin and thick filaments in skeletal muscle myofibrils.일반논문Sliogeryte K, Fusi L. (2026) · DOI: 10.1073/pnas.2535527123

- [4]Fast myosin binding protein C knockout in skeletal muscle alters length-dependent activation and myofilament structure.일반논문Hessel AL, Kuehn MN, Han SW, Ma W, Irving TC, Momb BA, Song T, Sadayappan S, Linke WA, Palmer BM. (2024) · DOI: 10.1038/s42003-024-06265-8

## 임상 시나리오

근절 길이-장력 관계 임상 적용과신장된 근육의 능동 장력 감소 원리
근육이 최대 신장되면 근절 내 액틴-마이오신 겹침이 감소하여 가교 형성이 줄어든다. 이는 길이-장력 곡선의 하행지에 해당하며, 능동 장력이 최적 길이 대비 현저히 감소한다.

임상에서 과신장된 근육을 평가할 때, 수동 장력은 증가하지만 능동 수축력은 떨어질 수 있음을 고려해야 한다. 예를 들어 발목 족저굴곡근이 과도하게 늘어난 자세에서는 능동 족저굴곡 토크가 감소할 수 있다.

주의전체 장력은 수동 장력과 능동 장력의 합이므로, 최대 신장 부근에서 전체 장력이 다시 커질 수 있다. 능동 장력만을 분리하여 평가해야 정확한 근기능 판단이 가능하다.

## 핵심 개념

- **길이-장력 관계** — 근절 길이에 따라 능동 장력이 변하는 관계로, 최적 길이에서 최대 장력이 발생한다.
- **가교** — 액틴과 마이오신 사이에 형성되는 결합으로, 근수축 시 장력 발생의 기본 단위이다.
- **근절** — 근원섬유의 수축 단위로, Z선과 Z선 사이의 구간을 말한다.
- **하행지** — 길이-장력 곡선에서 최적 길이보다 근절이 늘어난 구간으로, 능동 장력이 감소한다.
- **수동 장력** — 근육이 늘어날 때 결합조직 등 비수축성 구조물에 의해 발생하는 장력이다.

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