[운동생리학] 근수축 원리와 종류(등척성, 등장성, 등속성)

[운동생리학] 근수축 원리와 종류 (등척성, 등장성, 등속성) 

[운동생리학] 근수축 원리와 종류 (등척성, 등장성, 등속성)

  근육은 근육세포들의 결합조직으로 수축 운동을 통해 이동·자세유지·체액 분비 등을 담당하는 신체의 기관이다. 근육은 크게 신체활동과 관련된 골격근(skeletal muscle), 심장의 심근(cardiac muscle), 혈관과 소화관의 평활근/내장(smooth muscle)으로 나눌 수 있다. 그중에서도 골격근은 뼈에 붙어 운동을 할 수 있게 해주는 근육으로, 우리 몸의 대부분을 차지한다. 이번 포스팅에서는 골격근이 수축하는 원리(기전)와 등척성 수축, 등장성 수축, 등속성 수축에 대해 정리해보려 한다.

 

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​근육수축의 원리 (근수축 기전) 

  골격근 내 근육세포(근육원섬유)는 수축 단백질(근원섬유의 액틴과 마이오신), 반응을 촉진시키는 효소, 단백질을 생성하는 핵, 에너지를 생산하는 미토콘드리아, 세포의 에너지로 사용되는 글루코스의 저장 형태인 글리코겐, 수축과 이완을 돕는 근형질세망으로 채워져 있다.

근육의 구조

  그렇다면 근육은 어떻게 수축하는 것일까? 우리가 물건을 집으려 할 때 어떻게 근육이 움직이는 것일까? (근육 작용 기전) 가장 간단하게 말하면, 전기적 자극이 두뇌-척수-운동신경세포를 거쳐 그 운동단위 내 근육세포로 전달된다.

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근수축 기전

  운동신경세포가 흥분하면 아세틸콜린(Ach;신경전달물질)이 들어있는 소포들이 운동신경세포의 끝부분과 융합된다. 충분한 양의 아세틸콜린이 근육세포의 수용체에 결합하면 근육세포막이 탈분극 되어, 자극이 근육세포막을 따라 전파된다. 이 과정에서 T-세관을 지나며 근형질세망으로부터 칼슘이 방출된다. 방출된 칼슘이온은 트로포마이오신 가닥 위에 위치한 트로포닌 분자와 결합한다. 결합하고 나면 트로포마이오신 단백질 가닥은 액틴 세사의 활성부위를 마이오신 머리에 노출시킨다. ATP분자에 저장되어 있던 에너지의 힘으로 마이오신 머리가 굽어지면서 액틴 필라멘트를 마이오신 세사 쪽으로 끌어당기며 근육이 짧아지게 되는 것이다.

 

근육수축 과정

 

 

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근수축 종류 (등척성수축, 등장성수축, 등속성수축) 

근육 수축 구분

  근수축은 크게 정적 수축과 동적 수축으로 나눌 수 있다. 그중에서 동적 수축(dynamic contraction)은 등장성 수축과 등속성 수축으로 나뉜다.

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① 정적 수축 - 등척성 수축 isometric contraction

  고정된 저항에 대하여 근섬유의 길이가 변화하지 않고 정적인 근수축을 일으키는 것을 의미한다. 예를 들면, 벽을 수직방향으로 밀고 있는 상황이나 악력 측정이 등척성 수축에 해당한다.

장점	운동 시 소요시간 적음 제한적인 관절 각도에서의 움직임이 용이함 특별한 장비나 장소가 필요없음 근육통을 유발하지 않음
단점	관절의 전 가동 범위의 여러 각도에서 트레이닝을 실시하지 않으면 전 가동범위의 근력 발달을 기대할 수 없음 전 각도에서 운동을 실시할 때 소요시간이 큼 동작에 있어 신경계통의 운동이 일어나지 않음 장비가 없이는 근력향상정도를 측정하기 어려움 혈압상승을 초래함

 

② 동적 수축 - 등장성 수축 isotonic contraction

  근육에 주는 부하가 일정한 상태에서 근육 자체의 길이에 변화를 주어 근력을 발생시키는 것을 의미한다. 즉, 관절 각이 변화하며 수축하는 운동이다. 등장성 수축은 힘을 발생시키는 동안 근육의 길이가 짧아지느냐, 길어지느냐에 따라 단축성 수축(concentric contraction)과 신장성 수축(eccentric contraction)으로 구분할 수 있다.

장점	근력을 향상시키기 위해 사용되는 가장 일반적인 방법 운동 관절의 전 가동범위를 훈련시킴 신경과 근육계통 모두에 운동효과 제공 중량의 증가로 쉽게 향상도를 점검할 수 있어 흥미 유발
단점	등장성 트레이닝을 위한 이상적 시설을 갖추기 위해 비교적 많은 비용이 듦 초급자가 과도한 중량을 들 경우 근육통 및 상해 위험 유발 전체 운동 가동범위에 최대 운동효과가 일어나지는 않음

 

③ 동적수축 - 등속성 수축 isokinetic contraction

  속력을 고정시키고 저항을 조절하는 수축으로 수축 시 관절각이 동일한 속도로 운동하는 수축이다. 통상적으로 사이벡스 같은 기계를 이용하여 관절 각도와 근육의 길이가 변화하더라도 힘의 크기를 같게 만든다.

장점	관절의 전 가동범위에서 근육에 최대 저항을 부과할 수 있어 트레이닝 소요시간 적음 다양한 스피드에서 근력 및 근지구력 향상 가능 가해지는 근력에 따라 압력이 조절되어 일정한 속도를 유지하기 때문에 상해 위험이 적음 복합적인 관절의 운동 가능
단점	하나의 장비로 여러 운동을 실시하기 때문에 매 운동시 장비 조정 필요 전문성이 요구됨 고가의 장비 필요