방통대, 농학과, 생물학 등 족보 필수과목 생리학 요점 요약 정리 9. 근육과 운동생리

9. 근육과 운동생리

 

10.1 운동계

1. 운동계의 구성

① 운동계 - 신경계와 골격근을 운동계라고 한다.

② 반사운동에는 척수가, 의지운동에는 대뇌피질이 운동명령을 내리는 장소이며, 이들을 운동중추라고 한다.

 

2. 뼈 : 우리 몸에는 머리부터 발끝까지 206개 정도의 뼈가 이어져 있다.

※ 뼈의 연결방법에 따른 분류

① 봉합 - 두개골의 결합으로 톱니모양으로 연결되어 있으며 신생아는 이 봉합이 충분하지 않기 때문 에 여러 가지 천문이 보인다.

② 연골결합 - 춘추골 사이의 연결

③ 관절결합 - 완골과 전완골 사이의 연결

※ 뼈의 형태에 따른 분류

① 장골(관상골) - 상완골과 대퇴골

② 단 골 - 수골과 족골

③ 편평골 - 두개골의 상반부을 이루고 있는 전두골과 두정골

④ 기 골 - 공기가 들어가는 공동을 가진 뼈로서 상악과 측두골이 있다.

⑤ 혼합골 - 위에 열거한 뼈의 두 개 이상의 성질을 함께 가진 것으로 견갑골과 하악골이 있다.

※ 뼈의 기능 : 신체 내부 장기의 보호작용, 근육과 함께 하는 운동작용, 단단한 뼈로 몸을 지지하는 일, 어린 골수의 조혈작용, 귀의 청소골은 청각작용을 한다.

 

3. 근육 : 우리 몸의 뼈에 부착하여 몸의 운동에 도움을 주는 근육을 골격근이라고 하는데 전신에 400개 정 도가 있고, 체중의 40%를 차지하고 있다.

◎ 내장근 - 골격근 쪽에 내장을 이루고 있는 근육

◎ 골격근은 우리의 의지에 의해 움직이기 때문에 수의근이라고 하고, 내장근은 우리의 뜻대로 움직이지 않기 때문에 불수의근이라고 한다.

◎ 골격근은 횡문근에 속하고 내장근은 평활근에 속한다.

 

10.2 근육의 수축

3. 수축 에너지원 : 근육운동이 심해지면 ATP의 소비도 많아지게 되므로 근육세포 내에서의 대사가 활발해 진다. 그러나 이것도 한도를 넘으면 산소의 보급이 따라가지 못해 호흡계의 반응이 지체되어 해당의 결 과로 생긴 락트산이 근육 내에 축적, 근육피로의 원인이 된다. 이 락트산은 혈액으로 간장에 운반되어 당으로 재합성된다. (2003, 2005) p.354

10.3 운동단위와 분화

1. 운동단위 : 한 개의 α 운동 뉴런과 그것을 지배하는 근육섬유군을 통틀어 운동단위 혹은 신경근육단위 (NUM)라고 한다. (2005) p.358

 

10.4 운동생리

1. 운동과 근력 : 일반적으로 사람의 수의노력에 의한 최대근력(수의최대근력)과 근육섬유가 수축됨에 따라 얻어진 장력(근력)은 근육섬유의 횡단면적(두께)에 거의 비례한다. (2003,2004) p.360

 

2. 운동시의 호흡기계 반응

(3) 산소부채 : 우리가 심한 운동을 하고 나면 산소의 흡입량은 몇 분 동안 높은 상태로 유지되고, 경우 에 따라서는 정상 수준보다 높은 호흡량이 한 시간 이상 계속될 수 있다. 이러한 현상은 운동을 계속 하는 동안에 쌓인 산소부채를 갚기 위한 것이다.

※ 환기량이 급격하게 증가하는 이유

ㆍ 점차로 운동강도를 증가시키는 경우, 그 운동에 필요한 에너지 생성은 유기적 대사과정만으로는 불충분하여 무기적 대사과정의 에너지 생성이 필요하다.

ㆍ 무기적 대사의 관여가 증대하기 때문에 혈중에는 그 대사산물인 락트산이 축적되기 시작한다. 그 결과로 생긴 과인 이산화탄소는 말초의 화학수용기인 경동맥체와 대동맥체를 자극하고 호흡을 촉 진, 환기량의 산소 섭취량에 대한 비선형증대를 보여준다. 또 이점을 무기적 작업역수치, 락트산 역수치라고 한다.

 

3. 운동시의 순환기계 반응 :

◎ 운동을 하고 있는 동안 심장박출량은 평소의 5L/min에서 잘 훈련된 운동선수의 경우에는 최대 35L/min까지 증가될 수 있다. 심박률이 빨라지고 일박출량이 커지는 결과로 총 심장박출량은 정상 값의 5~7배 가량 증가하게 된다. (2005) p.365

◎ 혈액을 완전히 산소화시켜서 동맥혈액을 만들고 활발히 운동을 하고 있는 조직에 이 산소를 공급하기 위해 호흡계가 하는 역할에 대해서는 제5장에서 다루었다. 이러한 경우 순환계 가 하는 기능 → 혈 액을 보다 빨리 순환시키고 심장과 골격근에 보다 많은 혈액을 분배하도록 혈액의 분포 상태를 변화 시키는 일이다.

심장박출량이 증가하는 동안 말초저항이 감소되며, 활동하는 부위에 혈액을 우회시켜 보내는 복잡한 변 화가 일어나게된다.

① 활발하게 운동하는 근육에 산소가 결핍되고 대사물질이 축적되면 심장근과 골격근에 분포되어 있는 소동맥이 국부적으로 확장되어 소동맥의 저항이 줄어들고, 근육에 대한 혈액의 공급은 크게 늘어나게 된다.

② 심장혈관중추는 주로 내장 등의 비활성 부분에 있는 소동맥을 수축시킴으로써 우회로를 통해 근으로 보내는 혈액량을 증가시킨다.

③ 피부에 분포되어 있는 혈관을 수축시킴으로써 좀더 많은 혈액을 근육에서 돌려쓸 수가 있다. 그러나 이때에는 또 다른 요인이 작용을 개시하게 된다.

※ 운동을 하는 동안 일어나는 혈액의 재분배

혈류량 즉 심장박출량 : 5,800mL/min에서 25,000mL/min으로 4~5배의 증가

근육에대한 혈류량 : 1,200mL/min에서 22,000mL/min으로 거의 20배의 증가

심장에 대한 유량도 증가하지만 뇌에대한 유량은 변하지 않는다. 뇌는 미량의 이산화탄소 증가에 대해서도 민감하여 이러한 경우 소동맥이 즉각 확장하여 이산화탄소를 신속히 뇌로부터 배체하고 신선한 산소의 공급을 받을 수 있도록 한다.

※ 성인은 휴지시의 심박수는 약 60~80박/min인데, 운동량의 증대외 더불어 심박수(HR:heart rate) 는 비례적 선형이 증가한다. 사람의 최고심박수는 약 190박/min이다.

심장이 1분간 내보내는 혈액량(심박출량 : Q cardiac output)은 Q=HR SV로 나타낼수있다. 휴지 시심박출량(Q)은 심박수를 70/min으로 하면 70박/min×70mL≒5,000mL가 된다. (2003) p.369

※ 혈압은 많은 대사성 인자에 의해 영향을 받지만 특히 혈액, 수축인자로서 카테콜아민 (catecholamine), 확장인자로서 프로스타글란딘(prostagandin)등의 대사성 인자가 알려져 있다.

 

10.5 운동의 효과

4. 성인병에 대한 효과

(1) 당뇨병 : 췌장의 랑케르한스섬의 β세포에서 분비되는 호르몬인 인슐린의 절대적 또는 상대적 부족에 의해 생긴다.

※ 당뇨병의 운동요법 : 전신적이며 동적인 것으로 속보, 조깅, 사이클링, 수영 등이 적당하다.

공복시 운동을 하면 저혈당이 생기기 쉬워 위험하기 때문에 운동 실시시간은 식후 30-60분 후에 운동을 개시할 수 있도록 주의한다. 또, 인슐린 치료 환자는 과도한 운동에 의해 저혈당을 일르키 기 쉽다. 따라서, 평소보다 많은 운동을 한 경우 인슐린 작업량을 조금 줄이고 운동 전에 가볍게 간식을 할 필요가 있다.

(2) 고지혈증 : 혈청 중에는 콜레스테롤, 트리글리세리드, 인지질, 유리지방산 등의 지방이 존재한다. 이들 지방 내의 어느 하나 이상이 이상수치를 나타내는 경우를 고지혈증 이라고 한다.

※ 고지혈증의 원인 : ① 식사 이외의 외인성 지방 증가, ② 지방조직 이외의 내인성 지방 증가,

③ 지방대사의 이상, ④ 유전

※ 고콜레스테롤 혈증에서는 특히 HDL(고비중 리포 단백) 콜레스테롤이 차지하는 비율이 중요시되어

고콜레스테롤 혈중에서 특히 그 함량의 비율이 많아야 순기능을 한다.(2003) p.374

이 비율이 35% 이하의 경우 동맥경화 발생률이 높다.