[ 근육의 구성 ] 근섬유와 근육이 힘을 내는 방법 (근수축)

근육의 구성 ① 근섬유와 근육이 힘을 내는 방법 (근수축)

 

대략적인 근육의 구성 / 근섬유를 알아보고, 그에 관련된 운동에 도움이 되는 정보를 알아보자 :)

 

 

 

근섬유 구조

근육은, 개별 근육 > 근섬유 > 근원섬유 > 근원세사 (액틴, 미오신) 로 나눠진다.

근섬유 구조

개별 근육(Muscle) 은 흔히 말하는 이두, 대퇴 등과 같은 것으로, 근섬유(Muscle fiber) 들이 모여있는 것이며, 근섬유는 세포와 비슷한 개념으로 세포소기관을 가지고 있고, 자체적으로 수축 - 이완 - 회복 - 에너지대사까지 할 수 있는 독릭접인 최소 단위이다. 근섬유는 근섬유막(원형질막 : Cell membrane = Sarcolemma)으로 둘러싸여 있으며, 그 내부에는 '액틴'과 '미오신'이라고 하는 것들이 모여서 만들어진 근원섬유(Myofibril)가 핵심으로 자리잡고 있다. 액틴 + 미오신의 근원섬유 부분이 근수축을 담당하는 핵심 부분이다.

 

근원섬유(Myofibril)는 근육세포질망(Sarcoplasmic reticulum)이라는 보조 조직이 그물처럼 감싸고 있고, 근육 수축을 돕는 보조기관으로 신경의 전기신호를 근원섬유에 전달하는 가로세관(T tubule), 에너지를 내는 미토콘드리아(Mitochondria), 세포핵(Nucleus), 근원섬유가 손상되었을 때 복구를 돕는 위성세포(Satellite cell) 등이 있다.

근섬유에 같이 위치한 위성세포

 

 

 

남자와 여자의 근육(근섬유) 차이 ?

근원섬유는 보통 머리카락 정도의 굵기지만, 선천적으로 차이가 있다. 남성이 여성보다 근섬유 자체가 굵은 경향이 있지만, 같은 근육 단면적에서의 근력 차이는 없으며, 근력운동을 했을 때 성장하는 비율도 거의 같다고 한다. 그럼에도 여성이 남성보다 근육 크기도 작고 성장도 더딘 것처럼 보이는 이유는, '시작점'과 '생물학적인 한계치'가 다르기 때문이다. 남성이 100의 근육으로 시작해 10씩 성장하고 150에서 더 이상 성장을 하지 않는다면, 여성은 70의 근육으로 시작해 7씩 성장하고 100에서 생물학적인 한계를 만나기 때문이다. 하지만 남성과 여성 둘 다 근성장 메커니즘 자체는 동일하다.

 

 

 

근육이 힘을 내는 방법 (근수축 방법)

평상시 미오신(Myosin)과 액틴(Actin)은 분리되어 있다가 전기 자극을 받으면 칼슘이온이 방출되면서 이 둘이 이어지며 수축하게 된다 : 아주 작은 미오신과 액틴들이 이어지며 짧아지고 그것의 연장선 및 합이 근육의 수축인 것이다. 하지만 당기기만 할 뿐 밀어내지는 못 한다.

 

수축할수록 힘이 점점 강해지다가 중간쯤에서 최고의 힘을 내고, 그 이후 완전 수축에 가까워지면 다시 힘이 약해진다.

* 근육은 느슨할 때와 짧아져있을 때 힘을 잘 못 발휘한다.

 

물체를 들어 올릴 때 근육은 첫 수축력을 내는 '예비부하'로 시작한다. 이때 물체는 정지해 있으려는 관성이 더 크게 작용해 움직이지 않다가 근육이 본격적으로 수축해서 관성을 이기면 물체가 들리기 시작한다 (이 과정에서 가장 큰 힘이 필요로 한다). 물체가 들린 후 움직임/운동 끝 범위까지는 이미 붙은 가속이 줄어드는 과정으로, 근육에 걸리는 부하도 오히려 줄어든다. 수축 후, 힘을 빼면 칼슘이온이 근육에 다시 흡수되면서 겹쳐졌던 액틴과 미오신이 헤어지며 근육이 이완된다. 

 

+ 예비부하

운동 전 예비부하

근육이 완전한 이완 상태에서 수축(연결)되기까지는 시간이 좀 걸린다. 이 말은 완전히 힘을 쭉 뺀 상태에서는 순간적으로 큰 힘을 발휘하지 못한다는 것이다. 그렇기에 수축하기 전 약간의 힘이 가해지면 뒤의 수축이 훨씬 강하고 빠르게 일어난다. 이를 '예비부하' 라 한다.

ex) 벤치프레스나 스쿼트를 하기 직전 (무게를 들기 직전) 봉을 쥐고 가벼운 긴장을 준 후 (벤치프레스 시 미는 힘 / 스쿼트 시 일어서려는 힘) 다시 힘을 주면 최대의 힘을 낼 수 있다. 이런 예비부하 때문에 운동 중에 힘을 완전히 빼거나 축 늘어뜨리면 안 된다.