1. 근육의 형태
1) 평활근(Smooth muscle)
내장근이라고 함.
무의식적으로 조절되는 불수의근
혈관벽과 내장기관에 위치함.
내장이나 혈관벽이 근육적인 움직임이 있지만, 불수의근이까 내마음대로 조절 불가능
2) 심근(cardiac muscle)
심장에 있는 근육, 이 또한 불수의근
신경계와 내분비계로 조절
3) 골격근(skeletal muscle)
우리가 흔히 말하는 근육, 이건 수의근으로 의식적으로 조절
약 600~800개 존재-> 근육 안에 근육이 또 있기 때문에.
이 골격은을 통해서 힘을 건(힘줄)로 전달한다. 힘줄은 뼈에 붙어 있어 몸의 움직임을 가능하게 한다.
근육 내에는 빈 공간이 없다. 근주막 근내막 같은 것으로 꽉꽉 차 있다.
근육 = 근외막>근주막>근속>근내막>근섬유>근원섬유
액틴과 마이오신의 교차(활주/가설)로 인해 근 수축 발생
2. 근섬유의 구조(근세포의 구조)
미토콘드리아 - ATP 공장
근초(원형질막) - 근섬유를 감싸는 조직, 건과 근섬유를 융합시키는 중요한 조직
근형질 - 근섬유의 세포, 젤라틴 같은 물질들로 근섬유사이를 채우고 있음.
마이오글로빈(산소저장 역활, 근육에 산소 전달/헤모글로빈은 혈액에서 산소전달역활, 근육이 붉은 이유)뿐
아니라 글리코겐이 저장
횡근관의 개구부 - 전기 신호 전달, 전기 신호는 근형질 세망을 자극
근형질세망 - 칼슘 저장(근수축 도움) 자극을 받으면 저장된 칼슘이 배출 -> 근수축 발생
근원섬유 - 골격근 수축적인 구성요소,
근육의 가장 작은 기능적 단위인 근절(sarcornere)로 이루어짐
마이오신과 액틴 필라멘트로 구성
3. 골격근의 구조와 기능 - 근원섬유
골격근 섬유는 횡문
어더운 부문 A-band와 밝은 부분 I-band 교대로 존재
A-band는 중앙에 H zone(밝음) 있음
H zone은 근이완(휴식)일때만 존재(밑에 나오는 활주 때문)
M-line은 H zone 정중앙
I-bnad는 가운데 위치한 Z-line(disc)로 나눠짐
근절은 Z line 사이에 위치
파란색 선이 마이오신 / 빨간선이 액틴
Thick filament - 마이오신 필라멘트. 마이오신 헤드란 것이 있으며, 이 부분이 액틴 필라멘트와 결합(활주)하면서 근수축이 일어남
Thin filament - 액틴(2개의 나선형)
+ 트로포닌(트로포닌 I :action과 연결, 트로포닌 T : 트로포마이오신과 연결, 트로포닌 C : 칼슘 이온과 연결)
+ 트로포마이오신(액틴을 감싸고 있음)
/ Zline와 마이오신 사이에 위치,
트로포마이오신 : 액틴과 마이오신의 결합을 방해함, 칼슘이온(Ca2+)을 만나면 모양이 바뀌면서 액틴과 마이오신이 결합할 수 있게 됨. 결합을 하면 ATP 가수분해하여 얻은 에너지를 사용하여 액틴을 당김 -> 근 수축
트로포닌 - 칼슘 이온 방출, 그러면 트로포마이오신이 다시 마이오신 결합을 방해 -> 근 이완
위 그림처럼 짧아지는 형식으로 수축하는 것이 아니라, 더 많이 겹쳐지면서 수축을 하게 됨.
1) ATP가 마이오신 머리에 결합(낮은 에너지)
2) ATP를 ADP와 P로 가수분해하면서 에너지 갖음
3) 마이오신 헤드가 액틴 필라멘트에 붙음(트로포마이오신이 칼슘이온과 결합하면서 모양이 바뀌어서)
(Cross bridge 형성)
4) ADP와 P가 방출되면서 에너지가 사용디고 이때 액틴 필라멘트가 중앙부로 당겨짐(Power stroke)
5) 마이옥신의 머리가 액틴에서 분리(트로포닌에서 칼슘을 방출해서)
6) 위 과정 반복
4. 근섬유 작용
각각의 근 섬유는 섬유의 중심 끝에 연결된 하나의 신경에 의해 자극되며, 하나의 운동신경(알파운동뉴런)과 여러개의 근섬유와 연결되어 있는 것을 운동단위(motor unit)라고 한다.
5. 근활동 일으키는 과정
1) 대뇌 및 척수로부터의 운동 신경 반응
2) 신경자극은 축삭종말 끝 부분에 도달
3) 아세틸콜린(AcH)이 분비되고, 분비된 아세틴콜린은 근초(근세포 싸고 있는 막)에 위치한 아세틸콜린 수용기와 결합
4) 근세포막의 이온 출입구(횡근막개구부)가 열리고 나트륨(sodium,전해질)이 유입되면서 근섬유 전체에 탈분극 유발(막전위를 작게 하는 것)
5) 활동 전위 발생(막전위(전위차)가 빠르게 (+) 방향으로 이동하는 변화)/탈분극으로 인해 발생
6) 근혈질세망에서 Ca2+(칼슘)이 근형질내로 다량 방출 -> 칼슘들이 근형질 내로 들어감
7) Ca2+은 트로포닌 C에 결합되고, 마이오신 헤드가 액틴의 활동부위에 결합될 수 있도록 트로포마이신을 당김
8) 마이오신 헤드가 액틴의 활동부위에 결합되어 서로 끌어당김 ->이때 마이오신 헤드가 기울어지고 이를 Power Stroke라 함
8-1) 이러한 마이오신을 지나는 액틴 필라멘트의 당김은 근육을 단축시키고 근력을 발생시킴
8-2) 근 수축은 Ca2+이 다 회수될 때까지 진행함.
1) 칼슘이 트로포닌 C에서 분리되고 이들은 active calcium pumping system에 의해 근형질세망으로 다시 돌아감
2) Ca2+이 제거되면 트로포닌과 트로포마이오신은 비활동적이게 되고, 마이오신과 액틴과의 연결을 막고 ATP 이용을 멈추게 하므로 이 둘은 분리된 본래의 상태로 돌아감-> 근 이완
6. 근육 활동을 위한 에너지
마이오신 헤드가 ATP와 bind 되어질 때 근육 활동을 위한 에너지가 제공되어 진다.
-> 마이오신 헤드에 위치한 효소 ATPase가 ATP를 ADP와 Pi + 에너지로 가수분해시킨다.
이 에너지는 마이오신헤드와 엑틴 필라멘트가 결합하는데 사용된다.