Dr. Gianfranco De Angelis
강사 및 개인 트레이너가 조직 구조 및 근육 생리학에 대한 거친 지식조차 갖지 않고 근육 질량 (비대), 힘의 증가, 저항 등 다양한 주제에 대한 "경험적"설명을하는 것을 보는 것은 낙담합니다.
상박 이두근이나 가슴이 어디 있는지, 조직 학적 구조를 오해하고 심지어 근육의 생화학 및 생리학을 더 잘 모르는 것만 큼 거시적 인 해부학에 대한 심층적 인 지식은 많지 않습니다. 가능한 한 생물학의 평신도에게 접근 할 수있는 주제에 대해 간단하고 간단한 치료를 시도 할 것입니다.
조직 학적 구조
근육 조직은 수축성, 즉 근육 조직이 수축하거나 길이를 단축 할 수있는 특성으로 인해 다른 조직 (신경, 뼈, 결합)과 다릅니다. 그것이 어떻게 단축되고 어떤 메커니즘이되는지보기 전에 그 구조에 대해 이야기 해 봅시다. 우리는 조직 학적으로나 기능적으로 다른 3 가지 유형의 근육 조직을 가지고 있습니다 : 골격 선을 긋는 근육 조직, 평활근 조직 및 심장 근육 조직. 첫 번째와 두 번째 사이의 주요 기능적 차이는 첫 번째가 유언에 의해 규율되는 반면 다른 두 개는 의지와 무관하다는 것입니다. 첫 번째는 뼈를 움직이는 근육, 우리가 바벨, 덤벨 및 기계로 훈련하는 근육입니다. 두 번째 유형은 내장, 내장 등의 근육과 같은 내장의 근육에 의해 주어집니다. 우리가 매일 보는 것처럼, 의지에 의해 통제되지 않습니다. 세 번째 유형은 심장입니다. 심지어 심장도 근육으로 만들어지며, 실제로는 수축 할 수 있습니다. 특히 심장 근육조차도 줄무늬가 생기므로 골격과 비슷하지만 중요한 차이가 있습니다. 리듬이 수축 된 것은 의지와 무관합니다.
골격 횡격근 은 자발적인 운동 활동을 책임지는 근육 이므로 스포츠 활동을합니다. 끈이있는 근육은 생물체의 다른 모든 구조물과기구와 마찬가지로 세포로 이루어져 있습니다. 세포는 독립적 인 생활이 가능한 최소 단위입니다. 인체에는 수십억 개의 세포가 있고 거의 모든 세포는 핵이라고 불리는 중심 부분을 가지고 있으며 세포질이라는 젤라틴 물질로 둘러싸여 있습니다. 근육을 구성하는 세포를 근육 섬유 라고 합니다 : 근육 의 축에 길이 방향으로 정렬되고 스트립 형태로 수집되는 길쭉한 요소입니다. 줄무늬 근육 섬유의 주요 특징은 3 가지입니다 :
- 그것은 매우 크고, 길이는 수 센티미터에 달할 수 있고, 지름은 10-100 미크론 (1 미크론 = mm의 1/1000)입니다. 신체의 다른 세포들은 크기면에서 약간의 예외를 제외하고는 현미경 적입니다.
- 그것은 많은 핵을 가지고 있으며 (거의 모든 세포가 오직 하나만 가지고 있습니다), 따라서 "다핵 합성 세포 (polynuclear syncytium)"라고 불립니다.
- 가로로 줄무늬로 보입니다. 즉 어두운 밴드와 밝은 밴드가 교대로 나타납니다. 근육질 섬유질은 섬유질의 축 방향으로 길이 방향으로 배열 된 세포질에 길이가 긴 형태를 가지고 있으며, 따라서 근육의 형태에 따라 myofibrils라고도 불리며 세포 내부에 늘어 놓은 코드로 간주 할 수 있습니다. 근원 섬유는 또한 가로로 줄무늬가 있으며 전체 섬유의 줄무늬를 담당합니다.
myofibril을 가져 와서 그것을 공부하겠습니다 : 그것은 band A라고 불리는 어두운 밴드와 I이라는 가벼운 밴드를 가지고 있습니다. band I의 중간에 라인 Z라고하는 어두운 라인이 있습니다. 라인 Z와 다른 라인 사이의 공간은 sarcomere 는 수축 요소와 근육의 최소 기능 단위를 나타냅니다. 실제로는 섬유질이 짧아지기 때문에 섬유질이 짧아집니다.
이제 근원 섬유 (myofibril) 가 어떻게 만들어 졌는지 보자. 즉 근육 근원 이라고 불리는 것이다. 그것은 필라멘트로 만들어지며, 큰 것들은 미오신 필라멘트라고 불리고, 다른 것들은 액틴 필라멘트라고 불린다. 큰 것은 밴드 A가 두꺼운 필라멘트에 의해 형성되는 방식으로 엷은 필라멘트와 잘 맞습니다. (이것은 왜 더 어둡습니다), 밴드 I는 무거운 필라멘트에 붙어 있지 않은 얇은 필라멘트의 부분에 의해 형성됩니다 ( 얇은 필라멘트는 더 가볍습니다).
수축 메커니즘
이제 우리는 조직 학적 구조와 미세 구조를 알았으므로 수축의 메커니즘을 말할 수 있습니다. 수축에서, 가벼운 필라멘트는 무거운 필라멘트 사이에서 흐른다. 그래서 나는 길이가 줄다. 그래서 또한 sarcomere 길이, 즉 Z 밴드와 다른 사이의 거리가 줄어들 기 때문에 : 필라멘트가 짧아 졌기 때문에가 아니라 수축 길이가 감소하기 때문에 수축이 발생합니다. 근절 길이를 줄이면 근원 섬유의 길이가 줄어들 기 때문에 근원 섬유가 섬유를 구성하기 때문에 섬유 길이가 짧아 지므로 섬유로 만든 근육이 짧아집니다. 분명히, 이러한 필라멘트가 흘러 가기 위해서는 에너지가 필요하며 이것은 물질의 에너지 통화 인 ATP (adenosine triphosphate)에 의해 주어집니다. ATP는 음식물의 산화에 의해 형성됩니다. 음식물이 가지고있는 에너지는 ATP로 전달되어 음식물을 흐르게합니다. 수축이 일어나려면 Ca ++ 이온 (칼슘)이 필요합니다. 근육 세포는 내부에 커다란 주식을 보유하고 수축이 일어나야 할 때 그것을 육체 동물에게 제공합니다.
육안으로 볼 때 근육 수축
우리는 수축 요소가 sarcomere임을 보았습니다. 이제 우리는 전체 근육을 검사하여 생리 학적 관점에서 연구하지만 육안으로 봅니다. 근육이 수축하기 위해서는 전기적 자극 이 도달해야합니다.이 자극은 척수에서 시작하여 운동 신경에서 유래합니다 (자연 발생). 또는 그것은 절제되고 전기적으로 자극 된 운동 신경에서, 또는 전기적으로 근육을 직접 자극함으로써 생길 수 있습니다. 근육을 잡는다고 상상해보십시오. 한쪽 끝은 고정 된 점에 묶여 있고, 다른 쪽 끝은 무게에 매달려 있습니다. 이 시점에서 우리는 그것을 전기적으로 자극합니다. 근육은 계약을 맺을 것입니다. 즉, 체중을 줄이는 것입니다. 이 수축을 등온 수축이라고합니다. 대신 우리가 두 개의 단단한 지지체에 양쪽 끝을 가진 근육을 묶는다면, 우리가 자극 할 때 근육은 단축되지 않고 긴장 상태에서 증가 할 것입니다. 이것을 등척성 수축이라고합니다. 실제로, 만약 우리가 deadlift에서 막대를 가져 와서 들어 올리면 이것은 isotonic contraction이 될 것입니다; 우리가 매우 무거운 무게로 그것을로드하고, 그것을 들어 올리려고하는 동안, 그래서 우리가 최대로 근육을 계약하더라도, 우리는 그것을 이동하지 않습니다, 이것은 등척성 수축이라고합니다. isotonic contraction에서, 우리는 기계적 작업 (work = force x displacement)을 수행했다; 등가 수축에서, 기계적 일은 0이다. 왜냐하면 : = 일 x = 변위 = 0, 변위 = 0, 일 = 힘 x 0 = 0
우리가 아주 높은 빈도 (즉, 초당 수많은 자극)로 근육을 자극하면 근육이 매우 강하게 발달하여 최대로 수축됩니다.이 상태의 근육은 파상풍에 있다고 알려져있어 파상풍 수축은 최대 및 지속적인 수축을 의미합니다. 근육은 의지대로 조금 또는 많이 계약 할 수 있습니다. 이것은 두 가지 메커니즘을 통해 가능합니다. 1) 근육이 거의 수축되지 않으면 일부 섬유 만 수축됩니다. 수축의 강도를 증가 시키면 다른 섬유가 추가됩니다. 2) 방전의 빈도, 즉 시간 단위로 근육에 도달하는 전기 자극의 수에 따라 섬유가 덜 힘을 합쳐서 수축 할 수 있습니다. 이 두 변수를 조절함으로써, 중추 신경계는 근육이 어떤 힘을 받아야하는지 명령합니다. 그것이 강한 수축을 명령하면, 근육의 거의 모든 섬유가 짧아 질뿐만 아니라, 많은 힘으로 단축됩니다 : 약한 수축을 명령 할 때, 약간의 섬유가 짧아지고 덜 힘을냅니다.
우리는 이제 근육 생리학의 또 다른 중요한 측면, 즉 근육의 색조를 다룹니다 . 근육통은 의지와 무관 한 경미한 근육 수축의 연속적인 상태로 정의 할 수 있습니다. 어떤 요인이이 수축 상태를 유발합니까? 출생 전에 근육은 뼈와 길이가 같고, 발달과 함께 뼈는 근육보다 길어서 후자가 늘어납니다. 근육이 뻗어있을 때 척수 반사 (근력 반사)로 인해 근육이 수축되므로 지속적으로 근육이 가려져 약간의 지속적인 수축이 계속됩니다. 원인은 반성이며 반사 신경의 주된 특성은 비자발적 인 것이므로 의사의 의지에 의해 지배되지 않습니다. 그 음색은 신경 반사에 의한 현상입니다. 따라서 중추 신경계에서 근육으로가는 신경을 절단하면, 근육이 흐려져 완전히 음색을 잃습니다.
근육의 수축력은 횡단면에 따라 다르며 4-6 kg.cm2와 같습니다. 그러나 원리는 원칙적으로 유효합니다. 직접적인 비례의 정확한 비율은 없습니다. 운동 선수의 경우, 다른 운동 선수의 근육보다 약간 작은 근육이 강할 수 있습니다. 증가하는 저항으로 훈련받는 경우 근육이 볼륨을 증가시킵니다 (체중을 기반으로 한 체조의 원리입니다). 근육 섬유의 수가 일정하게 유지되는 동안 각 근육 섬유의 체적이 증가한다는 것이 강조되어야한다. 이 현상을 근육 비대라고합니다.
근육 생화학
이제 근육에서 일어나는 반응의 문제에 직면하자. 우리는 수축이 일어나기 위해서는 에너지 가 발생한다고 이미 말했습니다. 근육이 에너지를 근육에 공급할 때 ADP (adenosine diphosphate) + Pi (무기 인산염)로 변하는 소위 ATP (adenosine triphosphate)에서 세포가 유지하는이 에너지는 인산염 제거에 있습니다. 따라서 근육에서 일어나는 반응은 ATP → ADP + Pi + 에너지입니다. 그러나 ATP 주식은 적고 재 합성해야합니다. 따라서 근육이 수축하기 위해서는 역반응 (ADP + Pi + 에너지> ATP)이 일어나야하므로 근육에는 항상 ATP가 사용 가능해야합니다. ATP 재 합성을 만드는 에너지는 우리에게 음식을줍니다 : 소화 흡수 된 후에 혈액을 통해 근육에 도달하여 에너지를 포기하고 정확하게 ATP 형태를 만드는 것입니다.
활력있는 물질의 탁월함은 당, 특히 포도당에 의해 주어집니다. 포도당은 산소가있는 상태에서 호기성 상태에서 분해 될 수 있으며 부적절하게 말하듯이 "화상"입니다. 글루코스는 물과 이산화탄소 만 가지는 반면, 방출되는 에너지는 ATP에서 배출됩니다. 36 분자의 ATP가 포도당 분자에서 얻어진다. 그러나 포도당은 산소가없는 상태에서도 공격을받을 수 있는데, 이 경우 포도당은 젖산 으로 변형되고 오직 두 개의 ATP 분자 만 형성됩니다. 혈액으로 들어가는 젖산은간에 간으로 다시 이동하여 포도당으로 변합니다. 이 젖산주기가 코리주기라고합니다. 근육이 수축 할 때 실제로 어떻게됩니까? 처음에는 근육이 수축하기 시작하면 ATP가 즉시 소진되고 나중에 심장 및 호흡기 적응이 없었기 때문에 근육에 도달하는 산소가 부족하여 포도당이 젖산을 형성하는 산소의 부재. 두 번째로 우리는 두 가지 상황을 가질 수 있습니다 : 1) 노력이 가벼운 방법으로 계속되면 산소가 충분하면 포도당이 물과 탄산 칼슘에서 산화 될 것입니다. 젖산은 축적되지 않으며 운동은 몇 시간 동안 지속될 수 있습니다 그러므로 이러한 유형의 노력은 호기성 (aerobic), 예를 들면 바닥 주행 (bottom run)이라고 불린다. 2) 많은 산소가 근육에 도달하더라도 노력이 계속 강렬 해지면 많은 포도당이 산소가 없을 때 분해됩니다. 따라서 많은 젖산이 형성되어 피로를 일으킬 수 있습니다 (예 : 100m와 같은 빠른 실행). 휴식 중 젖산은 산소가있는 상태에서 포도당으로 되돌아갑니다. 처음에는 호기성 노력에서도 산소가 부족합니다. 우리는 우리가 휴식 할 때 지불 될 산소 부채를 이야기합니다. 상기 산소는 젖산으로부터 글루코스를 재 합성하는데 사용될 것임; 실제로, 노력의 직후 우리는 정상보다 더 많은 산소를 소비합니다. 우리는 빚을 탕감하고 있습니다. 보시다시피, 우리는 근육의 가장 중요한 연료이기 때문에 연료의 예로 포도당을 언급했습니다. 사실, 지방이 더 많은 양의 에너지를 가지고 있다고하더라도 산화하기 위해서는 일정량의 글리 시드와 훨씬 많은 산소가 필요합니다. 이들이 없으면 중대한 장애 (케톤증 및 산성 증)가 있습니다. 그러나 단백질 은 근육을 형성하는 데 사용되는 유일한 물질이기 때문에 연료로 사용할 수 있습니다. 플라스틱 기능이 그 안에 들어 있습니다. 지질 은 동일한 무게로 설탕과 단백질보다 더 많은 에너지를 가지고 있다는 특성을 가지고 있습니다. 그들은 지질 로 이상적으로 사용됩니다. 따라서 글리 시드가 연료이고, 단백질이 원료이고, 지질이 예비 품입니다.
나는 근육의 생리학에 대한 기사에서 과학적 엄격함을 무시하지 않고 가능한 한 명료하게하려고 노력했다. 나는 피트니스 운동가가 생리학에 더 관심을 갖도록 자극하면 큰 결과를 얻을 것이라고 생각한다. 왜냐하면 나는 생리학 및 해부학의 기본 개념은이 멋진 인체를 어떤 식 으로든 이해하려고 노력하기 위해 없어서는 안될 문화 유산이어야합니다.
