골격근의 기능적인 해부학

심장이 박동할 때, 부분적으로 소화된 음식이 소화기관을 통해서 움직일 때, 우리가 신체를 움직일 때에는 모두 근육과 관련이 있다.
근육계의 많은 기능들은 단지 세 가지 근육의 유형에 의해서 수행 된다 세 가지 근육은 바로 평활근, 심장근, 골격근 이다.
평활근은 의식적 조절 하에서 직접적으로 이루어지지 않기 때문 에 불수의근이라고 부른다. 평활근은 대부분 혈관벽 내에서 발견할 수 있고, 수축 또는 이완과정을 통해서 혈류 과정을 조절한다. 이것은 또한 대부분 내장기관의 벽 내에서 찾아볼 수 있으며 수축과 이 완 과정을 통해 소화관을 따라 음식을 이동시키고, 뇨를 방출시키며, 출산이 가능하도록 해준다. 심장근은 오직 심장 내에서 발견할 수 있으며 심장 구조의 대부분을 구성하고 있다. 심장근은 골격근과 일부 특성을 공유하지만 평활근의 경우처럼 수의적 조절이 이루어지지 않는다. 심장근은 약 간의 신경조직과 내분비계통에 의해서 조절되며 심장근 스스로 조절되기도 한다.
골격근은 수의적 통제에 의해서 조절되며, 대부분 골격에 붙어 있고 골격을 움직이기 때문에 골격근이라고 한다.골격계의 뼈와 함께 근골격계를 형성한다.

 

근육을 생각할 때 우리는 각 근육을 하나의 단위로 생각하는 경향이 있다. 골격근은 하나의 단위별로 움직이는 것처럼 보이기 때문에 당연하다. 실제로는 그것보다 매우 복잡한 구조를 가진다. 근육을 절단하면 우선 외부와 연결하는 결합조직 덮개를 절단해야 하는데 이것이 근외막이다. 이는 근육 전체를 둘러싸고 있으며 하나로 결합시켜 준다. 근외막을 일단 통과하면 결합조직 막에 둘러싸여 있는 작은 섬유다발이 있는데 이 섬유다발을 근속이라고 하며 각각의 근속을 둘러싸고 있는 결합조직막을 근주막이라고 한다.
마지막으로 근주막을 잘라내고 현미경을 사용하면 근섬유로 불리는 개개의 근육 세포들을 볼 수 있다. 근섬유는 하나의 핵을 가지고 있는 다른 인체의 세포들과 다르게 다핵성이다. 개개의 근섬유는 근내막으로 불리는 결합조직으로 싸여 있다. 근섬유는 근육의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 연장되어 있다고 생각되지만, 현미경 으로 살펴보면 근복(muscle bellies)을 구획 또는 횡으로 연결된 섬유밴드로 나눌 수 있다. 이러한 구획 때문에 가장 긴 근섬유는 약 12cm이며, 이것은 약 50만 개의 근절에 해당하는데 근절은 근원섬유의 기본적인 기능적 단위에 해당한다. 각 근육의 근섬유 숫자는 수백 개(예, 고막 에 부착된 장근)에서부터 100만 개 이상(예, 내측 비복근)의 범위에 있다.

 

1) 근섬유

근섬유(muscle fiber)의 직경은 10~120마이크로미터로 육안 으로는 거의 보이지 않는다. 다음 부분에 개개 근섬유 구조를 살펴봅시다.

 

1. 원형질막

각 근섬유를 세부적으로 살펴보면 원형질막(plasmalemma)으로 불리는 형질막(plasma membrane)으로 둘러싸여 있는 것을 볼 수 있다. 원형질막은 근초(sarcolemma)라 불리는 큰 단일체의 일부이다. 근초는 원형질막과 기저막으로 이루어져 있다.
(일부 교재는 원형질막을 표현하기 위해서 근초라는 용어를 사용하 고 있다.) 각 근섬유의 끝부분에서 근초는 건과 융합하여 뼈에 부 착된다. 건은 결합조직의 섬유끈으로 이루어져 근섬유에 의해서 생성된 힘을 뼈에 전달해줌으로써 움직이게 된다. 전형적으로 개개의 근섬유는 건에 의해서 뼈에 부착된다. 원형질막은 근섬유의 기능을 위한 중요한 몇 가지 독특한 특색을 가진다. 근섬유가 수축하거나 안정 상태에 있을 때, 근섬유의 표면을 따라 연속된 얇은 주름과 같이 보인다. 그러나 이러한 근섬유가 늘어났을 때 이 주름은 사라진다. 이 주름은 원형질막을 붕괴하지 않고 근섬유가 늘어날 수 있게 해 준다. 원형질막은 또한 신경이 분포된 부위에 연접성 주름(junctional folds)을 가지며, 운동신경에서 근섬유로 활동전압 의 전도를 도와준다. 마지막으로, 원형질막은 산-염기 평형 유지 를 도와주며, 모세혈관의 혈액에서 근섬유 안으로 대사물질이 운반 되도록 해준다. 위성세포(satelite cells)는 원형질막과 기저막 사이에 존재한다. 이러한 세포들은 골격근의 성장과 발달, 근육의 상해, 비활동, 훈련 등의 과정에서 근육의 적응에 영향을 준다.

 

2. 근형질

원형질막 내부를 현미경을 이용하여 살펴보면 근섬유는 가는 하위 단위가 연속적으로 이어져 있는 것을 볼 수 있다. 그 중에 가장 큰 것이 근원섬유인데 우리는 이것을 추후에 다시 살펴보겠다. 근원섬유 사이의 공간은 젤라틴과 같은 물질들로 채워져 있다. 이것이 근형질(sarcoplasm)이다. 이는 근섬유의 액체부분으로서 세포질에 해당된다. 근형질은 주로 용해 된 단백질, 미네랄, 글리코겐, 지방 및 필수 세포 소기관을 포함한다. 근형질은 대부분의 세포질과는 차이가 있는데 왜냐하면 많은 양의 글리코겐이 저장되어 있을 뿐만 아니라 헤모글로빈과 아주 비슷한 산소-결합 합성물질인 마이오글로빈 또한 포함되어 있기 때문이다.

 

3. 횡근관

근형질에는 또한 횡근관(T관)이라는 광범위한 연결망이 포함되어 있는데 이것은 원형질막의 연장이며 근섬유 안을 옆으로 지나간 다. 이 세관들은 근원섬유 사이를 지나가면서 상호 연결되어 있는데 이것은 원형질막에 전달된 신경 자극이 개개의 근원 섬유로 신속하게 전달되도록 해준다. 세관은 또한 근섬유의 외부에서 내부로 향하는 통로가 되면서 세포 내로 물질이 운반되는 경로가 되며 근섬유로부터 부산물들이 방출되는 통로가 된다.

 

4. 근형질 세망

근형질 세망(sarcoplasm reticulum)으로 알려져 있는 세 관의 종적 연결망 역시 근섬유 내부에서 볼 수 있다. 이 망의 경로는 근원섬유와 나란히 위치하며 그 주위를 둘러싼다. 근형질 세망은 근수축에 필수적인 칼슘의 저장소이다.