근육이 키우는 방법은 뼈대근육 조직의 크기가 커지게 하는 원리에 있습니다. 매일 근력 운동을 함으로 단백질이 합성하고 분해가 주기적으로 이루어지면서 근육이 발달된다고 합니다 그러면 근육의 자극을 통한 발달 및 촉진 원리는 무엇인지 알아보고자 합니다.
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1. 성장 자극 및 촉진 원리
- 물리적 긴장(근육 긴장) : 근력 운동할 때 근육섬유에 발생하는 긴장
1) 저항에 맞서 근육을 수축시키면 근육에 가해지는 힘에 의해 유발(전신 반응)
2) 근육 안의 기계적수용기(기계적 수용체)가 긴장을 감지하면 근육 발달을 일으키는 화학 반응 시작(세포 화학 물질의 변화)
3) 단백질 합성 촉진을 통해 생물학적인 반응을 자극해 근육 발달 및 근력 운동 적응
– 근육의 긴장(등척성 수축, 단축성 수축, 신장성 수축)이 근원섬유마디(근절) 안의 엑틴 근원미세섬유와 미오신 근원미세섬유가 서로 겹치는 부분이 얼마나 크거나 작은가에 따라 달라짐 - 대사 스트레스 : 근력 운동할 때 근육섬유 안에 축적되는 대사 부산물
– 세포 안에서 효소가 축매하는 대사 반응의 중간 산물인 젖산, 무기인산, 수소가 해당
– 근육이 수축하는 동안 저산소증은 호르몬과 사이토카인(신호전달 단백질)의 분비를 촉진
– 근육 피로와 대사 부산물이 빠른연축근육섬유(속근섬유)에서 긴장을 높여 발달을 촉진(더 많은 근육섬유 동원)
– 근육세포 부기(swelling)가 근육 내부의 압력이 높아지면 물리적 긴장이 전체 크기를 증가
– 유해한 자유라디칼(자유기) 형성 - 근육 손상 : 근육섬유의 미세 파열과 Z선 손상
– 가벼운 손상부터 심각한 조직 파열까지 무수한 경우가 발생
– 고강도 운동으로 손상을 입은 근육을 재건하고 회복하는데 도움을 주나 손상이 많을수록 좋은 게 아님
– 단축성 수축이나 등척성 수축에 비해 신장성 수축이 근육세포에 물리적 손상을 더 많이 일으킴
– 신장성 수축으로 생기는 손상은 근육섬유마디(근절)가 너무 많이 늘어나서 엑틴과 결합한 미오신이 파열되고 엑틴 근육미세섬유가 더 이상 미오신과 결합하지 못하고 나중에 근원미세섬유가 다시 이어지며 근육통이 발생
– 근육 손상 후에는 손상된 근육섬유를 재건하는 회복 기간이 필요
2. 근육 안의 힘의 작용 원리
- 근원섬유마디가 짧아지면서 근육 수축으로 발생하는 가로 방향 힘이 발생
- 근육세포막에 근육섬유가 결합하는 갈비마디와 근육속막을 통해 세로 방향 힘이 뼈와 힘줄로 전달돼 움직임을 일으킴
- 근육 안의 근육방추인 기계적수용기와 관절, 근육, 힘줄 안에 잇는 고유감각기를 통해 몸의 자세와 각 부분의 위치에 대한 정보를 뇌에 제공
3. 근육이 커지는 원리
- 근육 단백질 합성 비율이 근육 단백질 분해 비율보다 클 때 발생
- 근육원섬유 비대
– 근원섬유 단백질은 근육세포 내 단백질의 60~70% 차지
– 근원섬유마디(근절)가 늘어나면서 근원섬유의 수나 크기가 증가 - 근육세포질 비대
– 근육세포질(미토콘드리아, 근육세포질그물(근육형질그물), 가로관(횡관), 효소, 글리코겐 같은 기질 등의 부피 증가 - 결합조직 비대
– 근육섬유의 세포바깥바탕질(세포외바탕질)은 결합조직으로 이루어진 3차원 얼개
– 무기질과 단백질 함량이 증가
4. 위성세포
- 근력 운동을 하게 되면 반응하여 근육섬유를 유지, 회복(발달), 개조하는 역할을 하는 줄기세포
- 평상 시 : 휴면 상태로 유지
- 운동을 통해 자극 시
– 운동으로 인한 근육이 손상되면 위성세포가 활성화
– 위성세포가 분화해 증식, 일부 외성세포가 돌아가서 부족한 위성세포를 매움
– 위성세포가 근육세포가 되어 근육세포가 손상된 근육섬유와 결합
– 근육세포가 서로 융합해 근육대롱(근관)이 생성
– 근육대롱(근관)이 성숙해 새로운 근육섬유가 생성
출처 : 오스틴 커런트(2022), 근력운동의 과학, 사이언스북스