근육의 흥분성수축 결합(Muscle excitation-Contraction Coupling)
두가지의 활동이 연결 되어 있다는 의미를 말하는데,
1) 근육활동전위(muscle action potential) : 흥분성을 나타내는데, 외부의 자극 또는 정보들이 운동신경으로부터 신경접합부를 지나 근섬유로 통하는 것이다. 이때 근초(sarcolemma) ; 엷은막, 가로세로관(T-tubule)을 지난다.
2) 근필라멘트의 역학적 슬라이딩(the sliding filament mechanism)
근수축이 일어나는 현상을 말하고 이 때에는 , 서로 엑틴과 미오신이 서로 슬라이딩하듯이 잡아당겨 근 분절 양쪽에 Z-disc 를 M-line 에 가깝게 하는 것을 말한다.
이 두가지의 운동이 같이 일어나기 때문에 우리는 이러한 현상을 근육의 흥분성수축 결합 (Muscle excitation-Contraction Coupling)
근육의 흥분성(muscle excitability)- 짧은 기간동안 세포의 표면에서 자극에 반응할 때 전위가 변화는 것을 의미한다.
- 근초에 분포해 있는 전류가 변하는 의미로 말할 수 있다.
-화학적, 기계적, 역학적인 자극이 전압을 변화시키는데, 이는 이온을 한쪽의 세포막에서 다른 쪽으로 옮겨가는 것을 말한다.
- 이러한 변화가 충분하게 일어난다며, 현재 자극의 전기흐름이 세포사이에서 흐르게 된다. 이러한 현상을 AP(action potential) 이라고 부른다.
- 각각의 근육은 많은 운동신경뉴런을 포함하고 있는 축색돌기를 가지는 하나의 신경에 서로 연결되어 있다.
근육흥분성( Muscule Excitability)
1)AP(action potential) 축색돌기를 따로 신경자극이 축색돌기 끝으로 이동하게 된다.
2) 축색돌기 끝(axon terminal) 에서 탈극화가 일어나고 이로 인해, 전류 채널(voltage-gated channel) 이 열리게 된다. 그렇게 되면 칼슘이 축색돌기 끝으로 들어가게 된다.
3) 축색돌기 끝의 세포질에 있던 칼슘이 신경전달물질을 담고 있는 소낭(vesicle) 이 시냅스 이전 막( pre-synaptic membrane) 으로 옮겨가게 된다.
4) 그러면 세포안에서 신경과 근육사이의 틈으로 소포를 만들어 방출을 일으켜, 소낭은 텅텅 비게 된다.
5) 신경전달물질은 diffuse 과정을 통해 신경과 근육사이의 틈에서 수용기로 post-synaptic membrane 이 발생하게 된다.
6) 수용기에 묶여있던 신경전달물질 리간드 개폐 통로(ligand gated Na chanel) 을 오픈시키게 된다. 나트륨들이 근섬유의 근초로 들어가게 되는데, 이때 근섬유의 탈극화가 일어난다.
7) 한번의 action potential(활동전위) 가 일어나면 두번째 활동전위를 막기 위해, 신경뉴런과 근육사이의 틈을 효소인 아세틸콜린스트라제를 분비해 활동할 수 없는 상태로 망가뜨린다.
8) 근섬유안에서 활동전위(AP) 는 근막과 가로세로관(T-tubule)을 통해 전달되는데 전체의 근육에 빠르게 퍼지게 된다.
9) 막전위(membrane potential) 즉, 근세포막에서 활동전위의 발생이 증가하면 l cisternae of the sarcoplasmic reticulum 근소포체(sarcoplasmic reticulum: 횡문근 섬유의 소포체) 의 긴액포(cisternae) 에서 칼슘을 분비해 근형질(sarcoplasm) 으로 들어가게 한다.
10) 칼슘이온들이 트로포닌에 묶이게 된다.
11) 트로포닌이 모양을 바뀌게 되면 , 트로포미오신(trpomyosin) 미오신과 엑틴이 붙는 접합지점에서 떨어지게 된다.
12) 그 이후에, 엑틴과 미오신이 붙는데, 미오신이 엑틴 안쪽으로 잡아 당기면서 근수축이 발생하게 된다.
근수축의 순환은 일련의 과정들 즉 근필라멘트들이 서로 미끄러지는 과정이 반복되면서 일어나게 된다.
근수축(Muscle Contraction)
1) 미오신 헤드가 엑틴과 접합지점에 붙게 되면 연결교(cross-bridge)를 형성하게 된다.
2) 미오신헤드가 구부러지면서 90도에서 45도 까지 엑틴을 M-line 으로 잡아 당긴다. 이를 power stroke 라고 부른다.
3) 이 때 ATP 가 미오신 헤드에 붙어 엑틴을 잡아 당긴후에 떨어뜨리게 만들어 잡아당김을 반복하게 한다.
4) ATP 는 가수분해 하여 ADP + Pi 로 나누게 된다. 이때 미오신 헤드를 떨어뜨려 다음 잡아당김을 준비하게 한다.
엑틴 근필라멘트가 분절 끝에 있는 Z-disc에 붙은 후로 각각의 잡아딩기는 움직임에 Z-disc 서로 가깝게 만들어 근절을 짧게 만들다.
각각의 근필라멘트들이 길이가 짧아지거나 변하는 것이 아니고, 서로 미끄러져 겹쳐지게 된다.
이러한 현상을 Sliding Filament Model of Contraction 이라고 한다.
골격근 수축에서 뼈에 붙어있는 근육의 수축에 의해 일어나게 된다.
이 때 움직임은 근육이 최소한 두개의 뼈에 붙어 있고 관절을 지나게 된다.
그리고 근숙축이 일어난때, 한쪽의 뼈는 안정적으로 고정되어 있고, 다른 뼈는 움직임을 보이는데,
붙어있는 뼈를 근육의 근원 (orgin of the muscle) 기시근
움직이는 뼈를 근육의 삽입(insertion of the musle)정지근 이라고 한다.
근육은 두가지 형태로 뼈에 붙어 있는데,
1) 근외막이 골막에 바로 연결되어 있는데 직접 부착
2) 직접적 부착이 아닌 근육의 결합조직이 연장되어 로프 처럼 되어 있는 힘줄(tendon) 이나 건막(aponerosis)과 연결되어 있다.
- 힘줄은 섬유질의 단백질인 collagen 으로 빽빽하게 만들어져 있고, 높은 압박을 견뎌낼 수 있고, 뼈의 움직임이 발생할때 마찰과 부딪힘을 견딜 수 있는 특징을 가지고 있다.
-힘줄은 얇거나 좁을 수 있고, 길거나 짧을 수도 있다. 신체의 어느 부위에 있느냐에 따로 기능과 모양이 달라진다.
움직임이 발생할 때 뼈는 지렛대 관절은 받침점 역할을 한다.
근육이 외부의 힘보다 강한 힘을 생산하면 근육은 짧아지게 되고, =concetric contraction
근육이 외부의 힘과 같은 힘을 생산하면 근육의 길이는 같고= isometirc contraction
근육이 외부의 힘보다 작은 힘을 생산하게 되면 근육의 길이는 길어지게 된다.= eccentric contraction
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