근육계통 (Muscular system)

학습목표

1. 골격근 조직의 기능을 설명한다 2. 근육조직의 구조를 설명한다 3. 근육원섬유마디의 구성요소를 설명한다 4. 골격근 섬유의 수축과정을 단계별로 설명한다 5. 근육 수축의 유형과 각각의 특징을 성명한다 6. 근육의 수축에 필요한 에너지의 공급과 소모과정을 설명한다 7. 근육섬유의 유형을 분류하고 각각의 기능적인 특징을 설명한다. 유산소

지구력과 무산소지구력의 차이를 구분하고 그 의미를 설명한다 8. 골격근, 심장근, 민무늬근의 구조와 기능 차이를 설명한다 9. 위치, 모양, 기능에 따른 근육의 명명법을 설명한다 10. 인체의 주요 몸통근육을 나열하고 각 근육의 이는곳, 닿는곳, 작용을 설

명한다 11. 인체의 팔다리근육을 나영하고 각 근육의 이는곳, 닿는곳, 작용을 설명한

다 12. 노화에 따른 근육조직의 변화에 대하여 설명한다 13. 근육계통과 다른 계통의 기능적 상관관계에 대하여 설명한다

근육조직

• 골격근(skeletal muscle), 심장근(cardiac muscle), 민무늬근(smooth muscle)

• 골격근(skeletal muscle) • 골격근조직, 결합조직, 신경, 혈관 포함 • 700여개로 구성

– Function 1. 골격을 움직임 2. 자세유지 3. 연조직 지지 4. 입구와 출구를 막아줌 5. 체온유지

골격근 결합조직의 구성

골격근 결합조직의 구성_con

• Epimysium(근육 바깥막) • Collagen fiber로 구성 • 근육과 다른 구조 사이를 분리해 주는 기능

• Perimysium(근육다발막) • Fascicle(근육다발) • 근섬유의 다발로 나누어주는 결합조직 • 아교섬유와 탄력섬유로 구성 • 혈관과 신경이 뻗어 있음

• Endomysium(근육섬유막) • 골격근 섬유들을 각각 싸고 있는 연결조직

• Stem cell – 손상 시 재생을 도와 줌

골격근 결합조직의 구성_con

• Tendon 또는 Aponeurosis(널힘줄) • 근육바깥막, 근육다발막, 근육섬유막은 양쪽 끝에서 건과 널힘줄을 형성

• Tendon – 골격근에 근육을 결합

– 건의 아교섬유는 periosteum의 아교섬유와 얽혀 단단히 고정

– 근의 수축에 의해 발생되는 장력을 뼈에 전달하는 기능

• Aponeurosis – 골격근과 골격근을 이어주는 넓적한 결합조직 막

골격근 결합조직의 구성_con

• 혈관과 신경 • 근육바깥막과 근육다발막의 결합조직을 따라 분포

• 혈관 – 산소와 영양소 공급, 대사노폐물 제거 기능

• 신경 – 근육의 수의적 수축을 조절

– 무의식적인 조절을 받는 골격근 • Diaphragm(가로막, 횡경막)

• 수의조절 없이 수축과 이완 반복

골격근 섬유의 구조

• 일반세포와 다른 구조

– 크기 • 다리 근육의 예

• 지름: 100μｍ

• 길이: 근육 전체의 길이와 동일하고 긴 것은 60cm

– Multinucleated cell(다핵세포)

골격근 섬유의 구조_con

골격근 섬유의 구조_con

골격근 섬유의 구조_con

골격근 섬유의 구조_con

골격근 섬유의 구조_con

골격근 섬유의 구조_con

• 근육세포막(sarcolema) • 세포질을 싸고 있음

• 작은 구멍이 존재하고 세포질 내의 가로세관과 이어져 있음

• 가로세관(transverse tubule) • 근육 세포질 내의 통로 역할

• 근수축의 중요한 역할

• 전기자극을 세포질 내 구석구석 전달하는 역할

골격근 섬유의 구조_con

• 근육원섬유(myofibril)_ ‘근원섬유’ • 가로세관이 감싸고 있음 • 지름: 1~2 μｍ정도 • 길이: 골격근섬유의 길이와 같음 • Actin과 myosin이라는 단백질이 주성분으로 하는

myofilament(근육 잔섬유)로 구성 • Thin filament와 thick filament • 양쪽 끝이 근육세포막에 부착

– 근육원섬유가 수축하면 골격근 섬유의 길이가 짧아짐

• Mitochondria – 글리코겐 과립 함유 • 사립체에서 포도당이 분해 – 근수축의 에너지인 ATP

제공

골격근 섬유의 구조_con

• 근육세포질그물(sarcoplasmic reticulum) • 근원 섬유를 둘러싸고 있는 원통모양의 구조물

• 종말수조

• 세동이 – 종말수조 + 가로세관

• 고 농도의 칼슘이온 분포 – 근육 세포질 내로 칼슘이온을 방출하여 근수축을 유발

근육세포질그물

(sarcoplasmic reticulum)

골격근 섬유의 구조_con

• 근육원섬유마디(Sarcomere) • 근육잔섬유(myofilament)들이 일정한 규칙에 따라 배열되어 근원섬유를 이룸

• 골격근섬유의 기능적인 단위(10,000개)

• Thick & thin filament 사이의 상호작용으로 근수축

• 매우 규칙적인 배열 때문에 가로 줄무늬가 존재 Thick – 근육원섬유마디 중앙에 배열

Thin – 양쪽 가에 배열(Z라인 –(끝격막)에 부착)

M line(중간격막) – 굵은 잔섬유의 중앙에서 가는 근육잔섬유의 배열을 유지

골격근 섬유의 구조_con

• 근육원섬유마디(Sarcomere)_con • 굵은 근육잔섬유와 가는근육잔섬유의 굵기와 밀도에 따라서 가로무늬가 만들어짐

• 굵은근육잔섬유가 모여있는 곳 – A band(어두운 띠)

• 가는근육잔섬유가 모여있는 곳 – I band(밝은 띠)

• A band - dark

• I band - light

골격근 섬유의 구조_con

• 가는근육잔섬유와 굵은근육잔섬유 • Thin filament

– 액틴 분자로 구성

» 활성부위(active cite)를 가지고 있음(마이오신과 상호작용)

– 트로포닌

» 트로포마이오신을 결합시켜 줌

– 트로포마이오신

» 근육이 이완상태일 때 가려져 있음

• Thick filament – 액틴분자와 결합

– 트로포닌이 변형되어 트로포 마이오신이 움직여 활성부위가 노출

근육잔섬유의 미끄럼운동(Sliding movement)과 연결다리(Cross-Bridge)

• Sarcomere가 수축할 때 • I band, H band는 좁아지고 Z line라인은 가까워짐

• A band의 길이는 변하지 않음

• 근육잔섬유 미끄럼 이론(Sliding Theory) – 가는근육잔섬유들이 근육원섬유마디의 중앙을 향해 굵

은근육잔섬유 사이사이로 미끄러져 들어가는 것

– Cross bridge

– 결합, 꺾임, 분리, 복귀의 순환운동을 반복

신경자극의 근육으로의 전달

• Neuromuscular junction 이라는 특수한 세포사이연결 부위를 통해 발생

1단계: 신경세포막의 활동전위가 신경종말 부위에 도달

2단계: 아세틸콜린 방출

3단계: 아세틸콜린이 운동종말판에 결합

4단계: 근육세포막에 활동전위가 발생되어 근육세포막 전체에 파급

5단계: 원래의 상태로 되돌아 감

그림 7-4참조

수축주기

1단계: 트로포닌에 칼슘이온이 결합하면 가려져 있던 활성부위가 노출

2단계: 마이오신 분자의 머리부분이 가는근육잔섬유의 활성부위에 결합하여 연결다리를 형성

3단계: 아미오신 분자의 머리부분이 근육원섬유마디의 중앙 쪽으로 꺽어지고, ADP와 인산기가 떨어져나간다. 이때 마이오신 분자안에 저장되어 있던 에너지가 소모된다

4단계: 마이오신 분자에 새로운 ATP가 결합하고 연결다리가 분리된다

5단계: ATP가 분해되고 이로부터 방출된 에너지가 마이오신 분자의 머리부분에 저장. 2~5단계의 과정이 반복된다.

근육원섬유마디가 짧아져 근육섬유가 수축하면 장력이 발생한다

• 근육역학에 대한 부분으로 2학기 생리학 시간에 공부합시다. ^^

• Page 171-179까지

골격근의 여러 가지 이름들

• Origin(이는곳, 기시점) • 근육이 시작하는 곳

• 고정되어 있는 곳

• Insertion(닿는곳, 착지점) • 근육이 끝나는 곳

• 움직이는 곳

• Action(작용) • 근육이 수축할 때 일어나는 변화

• Agonist(prime mover)(주동근, 작용근) • 움직임의 주가 되는 근육 • Elbow joint 의 flexion 시 biceps brachii

• Antagonist(대항근, 길항근) • 주동근의 반대작용을 하는 근육 • Elbow joint 의 flexion 시 triceps brachii

• Synergist(협동근) • 주동근의 작용을 돕는 근육 • 작용근의 착지점을 당기거나 기시점을 고정시키는 기능 • 어깨의 외전 시 deltoid는 주동근, supraspinatus 는 협동근

• Fixator(고정근) • 다른 근육들이 움직이지 않도록 도와주는 협동근

골격근의 이름

몸통근육(Axial muscle)

• 머리, 목, 척주, 몸통벽, 골반가로막의 근육 1. 머리와 목의 근육

– 얼굴표정, 씹기, 삼키기

2. 척주근육 – 머리, 목, 척주의 굽힘근과 폄근

3. 몸통벽의 근육 – 가슴안과 배골반안의 근육벽을 형성하는 근육

– 빗근과 곧은근

4. 골반가로막의 근육 – 엉치뼈와 다리이음뼈 사이를 연결하여 아래골반문을

막아주는 근육

머리와 목의 근육

목 앞부위의 근육

척주의 근육

팔다리근육 (Appendicular muscle)

노화에 따른 근육의 크기와 힘

1. 골격근 섬유의 지름이 작아진다

2. 골격근의 탄력성이 낮아진다

3. 운동에 대한 내성이 약해진다

4. 근육손상 시 재생능력이 떨어진다

운동 시 다른 계통의 반응

• 순환계통 • 근육과 피부의 혈관 확장 • 심박수 증가

• 호흡계통 • 호흡의 빈도와 깊이가 증가 • 혈액순환 증가

• 외피계통 • 혈관이 확장, 땀 분비 증가 • 열의 발산 증가

• 신경계통과 내분비계통 • 심장박동수, 호흡수, 땀샘의 활성 등 조절