★ 운동해부생리학 - 골격근과 운동 ( 근육의 종류, 골격근의 구조, 결격근의 기능, 근섬유의 구조, 근원섬유의 구조, 근세사 활주설, 액틴과 마이오신 구조, 근 수축을 위한 에너지 )

소개글

★ 운동해부생리학 - 골격근과 운동 ( 근육의 종류, 골격근의 구조, 결격근의 기능, 근섬유의 구조, 근원섬유의 구조, 근세사 활주설, 액틴과 마이오신 구조, 근 수축을 위한 에너지 )에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 근육의 종류
(1). 형태학적 특성에 따른 구분
(2). 근육조직의 위치와 기능에 따른 구분
(3). 근육조직의 기능적 특성에 따른 구분


2. 골격근의 구조와 기능
(1). 골격근(skeletal muscle)
(2). 골격근의 내부구조와 기능


3. 근원섬유 마디의 구조
(1). 근섬유의 구조
(2). 근원섬유의 구조


4. 근 수축의 기전과 에너지원
(1). 근세사 활주설
(2). 액틴과 마이오신 구조
(3). 근 수축을 위한 에너지

본문내용

d)
액틴 세사로 이루어진 밝은 부분
H영역(zone)
액틴 세사와 미오신 세사가 겹치지 않은 근절의 중앙 부위
M선(line)
근절의 정중앙선
Z원판(disk)
근절의 양쪽 끝
액틴과 미오신, 트로포닌, 트로포미오신 외에도 액틴과 미오신 단백질을 돕는 단백질들이 많은데, 근절과 근절을 연결시키기도 하고 근수축에 의해 생긴 힘을 측면으로 전달한다.
② 굵은 세사
모든 골격근 단백질의 약 2/3는 굵은 세사의 주된 단백질인 미오신 세사이다. 미오신의 각 끝은 안으로 구부러진 공 모양으로 되어 있는 ‘십자형교(가교)’라고도 불리는 교차다리(cross bridge)가 일정한 간격으로 배열되어 있다. 십자형교는 수축과정에서 가는 세사의 특정한 부위와 결합하여 수축을 일으킨다.
③ 가는 세사
‘액틴’이라고도 불리며 액틴, 트로포미오신, 트로포닌으로 구성되어 있다. 각각의 가는 세사에는 미오신 머리와 결합할 수 있는 부위를 가지고 있다. 트로포미오신은 관 모양의 단백질이며, 액틴 가닥 주위에 꼬여 있다. 트로포닌은 더 복합적인 단백질이며 액틴 가닥과 트로포미오신 두 가지 모두에서 일정한 간격으로 부착되어 있다. 트로포미오신과 트로포닌은 칼슘과 함께 복잡한 방법으로 상호 작용하면서 근원섬유의 수축을 일으키고 이완상태를 유지한다.
구조
단백질
기능
가는 세사
액틴
주된 단백질로, 흥분-수축 결합 시 미오신과 상호작용한다.
트로포미오신
액틴에 대해 트로포닌 복합체의 구조적 변화가 일어난다.
트로포닌
칼슘과 결합하여 트로포미오신에 영향을 준다.
칼슘 신호를 분자 신호로 변환하여
십자형교와의 결합을 유도한다.
네불린
액틴과 결합하여 액틴 세사 각각을 결합시키는
많은 액틴 단위체를 조절한다.
굵은 세사
미오신
ATP를 분해하여 미오신 머리를 운동시킨다.
4. 근 수축의 기전과 에너지원
(1). 근세사 활주설
근 수축이란 근육이 자극에 의해 반응하여 수축하는 현상을 말한다.
1954년, Husley와 Hason은 “근수축은 하나의 근세사가 다른 근세사 위로 미끄러져 들어가면서 근육을 짧게 한다”는 ‘근세사 활주설(sliding filament theory)’을 제시하였다. 즉 근수축 시 액틴이나 미오신 근세사의 길이는 변하지 않고, 액틴이 미오신 위의 근절 중심 쪽으로 미끄러져 들어가면서 근수축이 이루어진다. 미오신의 십자형교가 액틴 부위와 일종의 화학 결속을 이루어 혼합 단백질인 액토미오신을 형성한다.
활주설의 전 과정을 안정(rest), 자극-결합(excitation coupling),
수축(contraction), 재충전(recharging), 이완(relaxation)의 5단계로 나눌 수 있다.
① 안정단계
충전되지 않은 ATP 십자형교가 활장되고 액틴과 미오신이 결합되지 않는다. 또한 근형질 세망에 칼슘이 축적된다.
② 자극-결합단계
자극이 전달되면 근섬유의 근초에서 자극을 생성하면서 아세틸콜린이 분비된다. 이 자극은 가로세관을 통해 근섬유 전체로 신속하게 퍼지고, 근형질 세망의 소포로부터 칼슘이 방출되어 트로포닌에 붙고 액틴의 활성부위를 열어 액토미오신이 형성된다.
③ 수축단계
미오신ATP가 분해되어 에너지를 방출하고 십자형교가 운동을 한다. 액틴이 미오신 위로 미끄러져 들어가고 장력이 발생하면서 근수축이 일어난다.
④ 재충전단계
ATP가 재합성되고 액틴과 미오신이 떨어지며 다시 재순환이 일어난다.
⑤ 이완단계
자극이 끝나면 칼슘이 칼슘 펌프에 의해 다시 세망에 축적되고 근육의 이완이 일어난다.
(2). 액틴과 미오신 구조
① 미오신 필라멘트(Myosin Filament/굵은 필라멘트)
미오신 단백질로 구성된 미오신 필라멘트에는 연결교(cross bridge)라고 하는 수많은 가지들이 뻗어있다. 그 가지의 끝에는 아래의 사진과 같이 콩나물 모양의 둥근 것이 있는데, 이곳을 미오신 머리(Myosin head)라고 한다. 이 부분은 액틴과 결합할 수 있는 부분과 ATP와 결합할 수 있는 부분을 가지고 있어, 액틴과 교차결합을 하는데 중요한 역할을 한다.
② 액틴 필라멘트(Actin Filament/가는 필라멘트)
근원섬유를 구성하는 미오신 필라멘트와 같은 주요 필라멘트이다. 아래의 사진에서 볼 수 있듯이, 작은 액틴 분자는 꼬인 밧줄처럼 나선형으로 연결되어 있다. 밧줄처럼 이어진 트로포마이오신이라는 단백질은 액틴필라멘트를 따라 둘러싸여 있는데, 액틴부위를 감싸고 있기 때문에 미오신 필라멘트와 액틴 필라멘트가 서로 결합될 수 있도록 중요한 역할을 한다. 트로포닌은 트로포마이오신 일정부위와 액틴 위에 있는 단백질 복합체로써 칼슘이온에 의하여 근육의 수축, 이완을 제어하는 중심적인 기능을 가지고 있다. 또한 근소포체에서 방출된 칼슘이온과 결합을 하고, 미오신과 액틴이 결합할 수 있도록 도와준다.
③ 근수축 기전 시 트로포마이오신과 트로포닌의 역할
안정 상태에서 트로포마이오신은 액틴 분자의 교차다리 결합부위를 가리고 있다가 수축반응 시에 칼슘이온이 트로포닌에 붙으면 트로포마이오신이 위치변동을 일으켜 결합부위가 노출되므로 교차다리가 형성된다.
(3). 근 수축을 위한 에너지
근육이 수축할 때에는 ATP의 분해로 생기는 에너지가 필요하다. 근육 수축과 이완의 과정으로 ATP에서 방출되는 에너지를 사용하는 것은 수축 과정에서 십자형교 운동 시에나 이완과정에 있어서 칼슘이온이 근형질 세망으로 회수될 때에 볼 수 있다.
근수축 시에는 대개 ATP, 글리코겐, 산소 및 유기인산염이 소모되고 젖산, 탄산가스 및 무기인산염이 만들어 지는데, 이러한 반응으로 산소가 쓰이고 탄산가스가 생성되어 결국은 근육 운동 시에 호흡이 촉진되는 것이다.
근섬유의 수축 및 이완과 관련해서 ATP는 세 가지 기능을 한다.
① 미오신에 의해 ATP가 분해되면서 생기는 에너지는 십자형교 운동에 관여한다.
② 미오신과 결합한 ATP는 십자형교와 액틴사이의 연결을 깨트리는 데 필요하다.
③ ATP 분해과정에서 생기는 에너지는 근형질 세망에서 칼슘이온을 재충전시키고 근섬유를 이완시키는 칼슘 펌프에 사용된다.
출처 : 근수축의 원리(근원섬유/미오신필라멘트/액틴필라멘트/ATP/칼슘이온/크로스브릿지/근세사활주설)

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