Chapter 9. 근육

1. 골격근- 골격의 움직임 : 관절종류와 근육의 부착에 따라 다양- 주동근(agonist muscle) : 골격운동의 가장 중요한 원동력 제공- 길항근(anatgonistic muscle) : 동일한 관절에 상반되게 작용- 운동신경에 의한 근육의 수축이 원동력

Chapter 9. 근육

1) 골격근 구조 : - 근육 -> 근섬유속(fascicle) -> 근섬유(muscle fiber), 근원섬유(myofiber)- 근섬유 : 다세포 구조로 세포소기관을 모두 가짐

Chapter 9. 근육

2) 운동단위(motor unit) - 각각의 근섬유 : 체성운동뉴런으로부터 단일 축삭종말을 수용- 운동성뉴런 : 근섬유 자극 -> 신경근접합부에서 아세틸콜린 방출 -> 근수축- 운동종판(motor end plate) : 신경근 접합부의 근초특정부위- 운동단위 : 근섬유와 각각의 체성운동뉴런의 연결

Chapter 9. 근육

Chapter 9. 근육

Chapter 9. 근육

2. 근수축 기전- 근원섬유 : 근필라멘트(myofilament)로 구성

-> Thick filament(굵은 섬유) : A band 구성, 주로 myosin 으로 이루어짐-> Thin filament(가는 섬유) : I band 구성, 주로 actin 으로 구성

- A band, I band, H band, Z line- 근절(sarcomere) : Z와 Z사이의 소단위

Chapter 9. 근육

1) 근수축의 필라멘트 활주설 : 근육수축 시 굵은 필라멘트 위로 가는 필라멘트가 활주함으로 발생

Chapter 9. 근육

☞ 교차다리(cross bridge) : 굵은 필라멘트와 가는 필라멘트를 연결시키는 근육수축의 기능적 작용단위- 두개의 구형상 머리를 가진 myosin이 actin에 연결 -> actin 연결부위와 ATP 결합부위를 가짐- 구형상머리 : ATPase로 작용

-> myosin에 의한 ATP 가수분해 : - myosin 머리가 actin에 결합하기전 발생 -> myosin 머리를 활성화하여 액틴에 결합시킴

Chapter 9. 근육

☞ 근수축과 교차다리 주기- ATP 가수분해로 교차다리 액틴에 결합 -> Pi 방출 및 myosin 구조변화 -> power stroke 형성 ->

새로운 ATP 결합과 ADP 방출 -> 교차다리 액틴에서 분리 => 줄다리기 action으로 근육수축- ATP 분해 : 교차다리와 액틴 결합- ATP 결합 : 교차다리와 액틴분리

Chapter 9. 근육

2) 근수축 조절- 액틴필라멘트 구성분자의 상호작용에 의함- 액틴필라멘트 : 두 줄의 나선형구조, troponin, tropomyosin, G-actin으로 구성

-> 트로포닌 : 트로포마이오신에 부착 교차다리 형성을 조절- 이완된 근육 : 트로포마이오신이 교차다리와 액틴의 연결을 물리적으로 방해- 근육수축 : 트로포마이오신의 제거 필요 -> 트로포닌과 Ca+2 의 상호작용 필요

Chapter 9. 근육

3) 근수축의 칼슘역할- 이완된 근육의 근형질(sarcoplasm) 내 Ca+2 이온 농도 낮음- 근수축 시 : 근형질 내 칼슘농도 급격히 증가 ->

트로포닌에 결합 트로포마이오신의 위치변형 -> 액틴 노출 -> 교차다리 형성 촉진 -> 근 수축

Chapter 9. 근육

☞ 흥분-수축 연관(excitation-contraction coupling)- 근형질세망(sarcoplasmic reticulum) 에 의한 칼슘이온의 방출 및 유입에 의해 야기되는 근육 운동

-> 근수축 : 근형질세망에서 근형질로 칼슘 방출-> 근이완 : 능동수송에 의한 근형질세망으로의 칼슘 유입 (ATP 필요)☞ 근형질세망 : 근세포내 근원섬유를 둘러싼 소포체

- 횡행소관내 활동전위 변화에 의해 야기

☞ 흥분-수축 연관(excitation-contraction coupling) 기작- 축삭종말로부터 방출된 아세틸콜린 -> 니코틴수용체 결합 -> 탈분극 형성 -> 활동전위 형성 및 확산 ->

횡행소관내 전압조절 칼슘채널과 연관된 근형질세망의 칼슘방출채널 자극 -> 칼슘방출☞ 전기기방출(electromechanical release) : 횡행소관내 막전위 변화가 Ca 채널의 단백질구조 변화유도

Chapter 9. 근육

Chapter 9. 근육

3. 골격근 에너지요구- 운동상태에 따라 에너지원 변화 :

-> 지방산, 근육글리코겐, 혈당-> 근수축을 위한 교차다리 이동-> 근이완을 위한 근형질세망으로의 Ca 이온 펌프작용

Chapter 9. 근육

☞ 산소부채(oxygen debt)- 운동 후 신체의 산소섭취율이 서서히 회복(잠시 동안 가쁜 숨쉬기) -> 운동중 발생한 산소부채를 갚음

-> 혈액 헤모글로빈, 근육 myoblobin으로부터 회수한 산소-> 운동중 조직대사에 필요한 과외의 산소-> 혐기성 호흡 중 생긴 젖산대사에 필요한 산소

☞ Phosphocreatine- 근육활동 지속 시 ATP 소모가 합성보다 빨라짐 -> ATP의 급속한 재생 필요- phosphocreatine으로부터 Pi 를 제공받아 ADP로부터 ATP 생성- 안정상태의 경우 ATP에 의한 creatine의 인산화로 회복

CK(creatine kinase)

Chapter 9. 근육

4. 심근과 평활근- 자율운동뉴런에 의해 조절되는 불수의효과기(involuntary effector)- 필라멘트의 활주에 의해 수축- myosin 교차다리의 작용 및 Ca 이온에 의한 흥분-수축 연관 을 가짐1) 심근- 근절형태의 액틴과 미오신 필라멘트 가짐- 심근세포 : 짧고 가지를 가지며 서로 연결- 각 심근세포는 간극접합으로 인접 심근세포와 연결- 심근층 속의 모든 세포가 전기적으로 연결 -> 단일기능단위(single functional unit)로 행동

-> 모든세포가 수축에 관여- Pacemaker(심박조율기)에 의해 심근 활동전위 생성

Chapter 9. 근육

2) 평활근- 혈관벽, 세기관지 내에서 환상층으로 배열- 다량의 액틴 포함 -> 긴 가는필라멘트 (고격근: 긴 굵은 필라멘트)- myosin 배열 차이

Chapter 9. 근육

3) 평활근의 흥분-수축 결합- 평활근수축 : 근세포세포질 내 칼슘 농도의 증가에 의함

-> 실무율에 의존하지 않음 -> 단계적 탈분극(graded depolarization) 과 수축-> 확산되는 세포질 내 Ca+2 이온 농도에 비례하여 수축정도 증가-> 수축은 느리고 지속적-> 확산된 Ca+2 이온은 칼모듈린에 결합 (트로포닌 없음)-> 칼모듈린-Ca+2 복합체 -> MLCK(myosin light-chain kinase) 활성화 -> myosin light-chain 인산화