Gianfranco De Angelis 박사 편집
근육의 조직학적 구조와 생리학에 대한 대략적인 지식도 없이 근육량(비대), 근력 증가, 지구력 등 다양한 주제에 대한 경험적 설명을 "체육관에서 강사와 개인 트레이너가 제공하는 것을 보는 것은 낙담합니다. .
근육의 조직학적 구조와 생화학 및 생리학은 무시하고 이두근이나 가슴의 위치만 알면 충분하듯 거시적 해부학에 대해 어느 정도 깊이 있는 지식을 갖고 있는 사람은 거의 없습니다. 생물 과학의 평신도도 접근 가능한 주제.
조직학적 구조
근육 조직은 분명한 특성으로 인해 다른 조직(신경, 뼈, 결합)과 다릅니다. 수축성, 즉 근육 조직은 수축하거나 길이를 줄일 수 있습니다. 단축 방법과 메커니즘을 보기 전에 구조에 대해 이야기해 보겠습니다. 조직학적으로나 기능적으로나 다른 세 가지 유형의 근육 조직이 있습니다. 골격 줄무늬 근육 조직, 평활근 조직 및 심장 근육 조직입니다. 첫 번째와 다른 두 가지의 주요 기능적 차이점은 첫 번째는 의지에 의해 지배되는 반면 다른 두 가지는 의지와 무관하다는 것입니다. 첫 번째는 뼈를 움직이는 근육, 우리가 바벨, 덤벨 및 기계로 훈련하는 근육입니다. 두 번째 유형은 우리가 매일 보는 것처럼 의지에 의해 통제되지 않는 위, 창자 등의 근육과 같은 내장의 근육에 의해 주어집니다.세 번째 유형은 심장 유형입니다. 심장도 근육으로 이루어져 있으며 실제로 수축할 수 있습니다. 특히 심장 근육도 줄무늬가 있어 골격과 유사하지만 중요한 차이점은 리듬 수축이 의지와 무관하다는 것입니다.
골격 줄무늬 근육은 자발적인 운동 활동을 담당하므로 스포츠 활동을 담당합니다. 횡문근은 유기체의 다른 모든 구조 및 시스템과 마찬가지로 세포로 구성됩니다. 세포는 자율적 생명을 가질 수 있는 가장 작은 단위입니다. 인간 유기체에는 수십억 개의 세포가 있으며 거의 모두 핵이라고 하는 중심 부분이 있습니다. 세포질이라고 불리는 젤라틴 물질로 둘러싸여 있습니다. 근육을 구성하는 세포를 근섬유라고 합니다: 근육의 축에 세로로 배열되고 띠로 모인 길쭉한 요소입니다. 줄무늬 근육 섬유의 주요 특징은 세 가지입니다.
- 그것은 매우 크고 길이는 몇 센티미터에 달할 수 있으며 직경은 10-100 미크론 (1 미크론 = 1/1000 mm)입니다. 유기체의 다른 세포는 일부 예외를 제외하고는 미세한 치수입니다.
- 그것은 많은 핵을 가지고 있으며(거의 모든 세포가 단 하나만을 가짐) "다핵 융합체"라고 합니다.
- 가로 줄무늬가 있습니다. 즉, 어둡고 밝은 띠가 교대로 나타납니다. 근섬유는 세포질에 길쭉한 형태를 가지고 있으며, 섬유의 축에 대해 세로로 배열되어 있고, 따라서 근원섬유라고 하는 근육에도 세로로 배열되어 있습니다. 우리는 그것들을 전체 섬유줄의 세포 내부에 배치된 길쭉한 끈으로 간주할 수 있습니다.
근원 섬유를 가지고 연구해 봅시다. A 밴드라고 하는 어두운 밴드가 있고 밴드 I c "의 중간에 I라는 밝은 밴드가 있습니다. Z 라인이라는 어두운 선입니다. 한 Z 라인과 다른 Z 라인 사이의 공간을 근육의 수축 요소이자 가장 작은 기능 단위를 나타내는 근절(sarcomere); 실제로는 근절이 짧아지기 때문에 섬유가 짧아집니다.
이제 근원섬유가 어떻게 만들어지는지 봅시다. 근육의 미세구조라고 불리는 것입니다. 그것은 필라멘트로 이루어져 있는데 어떤 것은 미오신(myosin) 필라멘트라고 하고 어떤 것은 액틴(actin) 필라멘트라고 하는 가는 필라멘트로 이루어져 있습니다. 밴드 I 대신 두꺼운 필라멘트에 달라붙지 않은 얇은 필라멘트 부분에 의해 형성됩니다(가는 필라멘트로 형성되면 더 가볍습니다).
수축 메커니즘
이제 조직학적 구조와 미세구조를 알았으므로 수축 메커니즘을 암시할 수 있습니다. 수축에서 가벼운 필라멘트가 무거운 필라멘트 사이를 흐르므로 밴드 I의 길이가 감소합니다. 따라서 근절은 길이, 즉 한 Z 밴드와 다른 Z 밴드 사이의 거리도 감소합니다. 따라서 수축은 필라멘트가 짧아졌기 때문이 아니라 슬라이딩에 의해 근절의 길이가 감소했기 때문에 발생합니다. 근원섬유가 섬유를 구성하기 때문에 섬유의 길이가 감소하고 결과적으로 섬유로 구성된 근육이 짧아집니다. 분명히 이러한 필라멘트가 흐르기 위해서는 에너지가 필요하며 이것은 물질에 의해 제공됩니다. l " ATP ( 아데노신 삼인산), 유기체의 에너지 통화를 구성합니다. ATP는 음식의 산화에서 형성됩니다: 음식이 가지고 있는 에너지는 ATP로 전달된 다음 이를 필라멘트로 전달하여 흐름을 만듭니다. 수축이 일어나며 또 다른 요소가 필요합니다. , Ca ++ 이온(칼슘) 근육 세포는 내부에 많은 양의 물질을 저장하고 근절에 사용할 수 있도록 합니다. 수축이 일어나야 합니다.
거시적 관점에서 본 근육 수축
수축요소가 근절임을 보았으니 이제 근육 전체를 살펴보고 생리학적인 관점에서 살펴보지만 거시적으로 살펴보자 근육이 수축하기 위해서는 전기적인 자극이 와야 하는데 이 자극은 운동으로부터 오는 것이다 척수에서 시작하는 신경(자연적으로 발생하는 대로) 또는 절제되고 전기적으로 자극된 운동 신경에서 또는 근육을 전기적으로 직접 자극하여 올 수 있습니다. ; 이 시점에서 우리는 그것을 전기적으로 자극합니다. 근육은 수축합니다. 즉, 무게를 들어 올리면 근육이 짧아집니다. 이 수축을 등장성 수축이라고 합니다. 반면에 양쪽 끝이 있는 근육을 두 개의 단단한 지지대에 묶으면 근육을 자극하면 근육이 줄어들지 않고 긴장이 증가합니다. 이것을 등척성 수축이라고 합니다. 실제로 바벨을 바닥에서 들어 올리면 등장성 수축이 됩니다. 우리가 매우 무거운 무게로 그것을 들어 올리려고하면 근육을 최대로 수축시키면서 움직이지 않으면 등척성 수축이라고합니다. 등장성 수축에서 우리는 기계적 작업(일 = 힘 x 변위)을 수행했습니다. 등척성 수축에서 기계적 일은 0이므로 일 = 힘 x 변위 = 0, 변위 = 0, 일 = 힘 x 0 = 0
우리가 매우 높은 주파수(즉, 초당 수많은 충동)로 근육을 자극하면 매우 높은 힘을 발생시키고 최대로 수축된 상태를 유지합니다. 이 상태의 근육은 파상풍에 있다고 말하므로 파상풍 수축은 최대 그리고 지속적인 수축. 근육은 마음대로 수축할 수 있습니다. 이것은 두 가지 메커니즘을 통해 가능합니다. 1) 근육이 약간 수축되지 않으면 일부 섬유만 수축됩니다. 수축의 강도가 증가하면 다른 섬유가 추가됩니다 2) 섬유는 방전 빈도, 즉 단위 시간 동안 근육에 도달하는 전기 충격의 수에 따라 더 작거나 더 큰 힘으로 수축할 수 있습니다. 이 두 변수를 조절함으로써 중추신경계는 근육이 얼마나 강하게 수축해야 하는지를 제어합니다. 강한 수축을 명령하면 근육의 거의 모든 섬유가 짧아질 뿐만 아니라 많은 힘으로 모든 섬유가 짧아집니다. 약한 수축을 명령하면 적은 힘으로 몇 개의 섬유만 짧아집니다.
이제 근육 생리학의 또 다른 중요한 측면인 근긴장도를 살펴보겠습니다. 근긴장도는 의지와 무관하게 발생하는 약간의 근육 수축의 지속적인 상태로 정의할 수 있습니다. 이 수축 상태를 일으키는 요인은 무엇입니까? 태어나기 전에는 근육이 뼈와 길이가 같으나 발달함에 따라 뼈가 근육보다 늘어나 근육이 늘어나게 됩니다. 근육이 늘어나면 척추반사(근반사)로 인해 수축하므로 근육이 받는 지속적인 스트레칭은 가벼운 상태이지만 지속적인 수축이 지속되는 상태를 결정합니다. 원인은 반사이고 반사의 주요 특징은 비자발적이기 때문에 음색은 의지에 의해 좌우되지 않습니다. 긴장은 신경반사에 의한 현상이므로 중추신경계에서 근육으로 가는 신경을 자르면 이완되어 완전히 긴장을 잃는다.
근육의 수축력은 단면에 따라 다르며 4-6kg.cm2입니다. 그러나 원리는 원칙적으로 유효하며 정확한 직접 비례 비율은 없습니다. 운동 선수의 경우 다른 운동 선수보다 약간 작은 근육이 더 강할 수 있습니다. 근육은 훈련되면 부피가 증가합니다. 저항이 증가함에 따라 (이 는 웨이트 체조의 기본 원리임), 각 근섬유의 부피는 증가하지만 근섬유의 수는 일정하다는 점을 강조해야 하며, 이러한 현상을 근비대라고 합니다.
근육의 생화학
이제 근육에서 발생하는 반응의 문제를 살펴보겠습니다. 우리는 수축이 일어나기 위해서는 에너지가 필요하다고 이미 말했습니다. 세포는 이 에너지를 소위 ATP(아데노신 삼인산)에 보존합니다. 이 에너지는 근육에 에너지를 공급할 때 ADP(아데노신 이인산) + Pi(무기 인산염)로 변환됩니다. 반응은 인산염을 제거하는 것으로 구성됩니다. 따라서 근육에서 일어나는 반응은 ATP → ADP + Pi + 에너지입니다. 그러나 ATP 재고가 적고 이 요소를 재합성해야 합니다. 따라서 근육이 수축하기 위해서는 역반응(ADP + Pi + 에너지 > ATP)도 일어나야 하므로 근육은 항상 ATP를 사용할 수 있습니다. ATP 재합성이 일어나도록 하는 에너지는 음식을 통해 우리에게 주어집니다. 이것들은 소화되고 흡수된 후 혈액을 통해 근육에 도달하여 에너지를 방출하여 정확히 ATP를 형성합니다.
탁월한 에너지 물질은 설탕, 특히 포도당에 의해 제공됩니다. 포도당은 산소가 있는 상태에서 분해될 수 있으며(호기성 상태에서) 부적절하게 "타는" 상태입니다. 방출되는 에너지는 ATP에 의해 흡수되고 포도당의 나머지는 물과 이산화탄소뿐입니다. 포도당 1분자에서 ATP 36분자를 얻는다. 그러나 포도당은 산소가 없을 때도 공격을 받을 수 있습니다. 이 경우 포도당은 젖산으로 바뀌고 두 분자의 ATP만 형성됩니다. 그러면 젖산은 혈액을 통해 간으로 가서 다시 포도당으로 전환되는데, 이 젖산의 순환을 코리 회로라고 합니다. 근육이 수축하면 실제로 어떤 일이 발생합니까? 처음에는 근육이 수축하기 시작하면 ATP가 즉시 고갈되고 나중에 일어날 심순환 및 호흡 적응이 없기 때문에 근육에 도달하는 산소가 부족하여 포도당이 결핍 상태로 분해됩니다. 산소 형성 젖산 두 번째 경우에는 두 가지 상황이 발생할 수 있습니다. 1) 노력이 가볍게 계속되면 산소가 충분하면 포도당이 물과 이산화탄소에서 산화됩니다. 젖산이 축적되지 않고 운동을 몇 시간 동안 계속할 수 있습니다. (따라서 이러한 유형의 노력을 유산소 운동이라고 합니다. 예를 들어 크로스컨트리 달리기) 2) 많은 양의 산소가 근육에 도달함에도 불구하고 이러한 노력이 계속되면 산소가 없는 상태에서 많은 포도당이 분해됩니다. 피로를 유발하는 많은 양의 젖산(무산소 운동에 대해 이야기합니다. 예를 들어 100미터와 같은 빠른 달리기) 휴식 중에 젖산은 산소가 있는 상태에서 포도당으로 다시 전환됩니다. 처음에는 유산소 운동에서도 산소가 부족합니다. 우리는 휴식할 때 지불하게 될 산소 부채에 대해 이야기합니다. 이 산소는 젖산에서 포도당을 재합성하는 데 사용됩니다. 사실, 운동 직후 우리는 평소보다 더 많은 산소를 소비합니다: 우리는 빚을 갚고 있습니다. 보시다시피, 우리는 포도당을 연료의 예로 인용했습니다. 근육의 가장 중요한 것은 사실 지방이 더 많은 양의 에너지를 가지고 있더라도 지방을 산화시키기 위해서는 일정량의 글라이사이드와 훨씬 더 많은 산소가 항상 필요하며, 이것이 없으면 상당한 장애(케톤증 및 산증)가 있습니다. 단백질은 연료로 사용될 수 있지만 근육을 훈련하는 데 사용되는 유일한 단백질이기 때문에 단백질의 소성 기능이 우세합니다.지질은 같은 무게에 대해 설탕과 단백질보다 에너지가 더 많다는 특징이 있습니다. 지질은 이상적으로는 저장 공간으로 사용됩니다. 따라서 글라이사이드는 연료이고 단백질은 원료이며 지질은 매장량입니다.
나는 근육 생리학에 관한 이 글에서 과학적 엄격함을 조금도 소홀히 하지 않고 가능한 한 명확하게 하려고 노력했습니다. 나는 피트니스 전문가들이 생리학에 더 진지한 관심을 갖도록 자극했다면 훌륭한 결과를 얻었을 것이라고 믿습니다. 나는 생리학과 해부학의 기본 개념이 이 놀라운 인체를 어떤 식으로든 이해하기 위해 없어서는 안될 문화 유산이어야 한다고 믿습니다.
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