근섬유 활동(아세틸콜린과 칼슘의 역할)

근섬유 활동(아세틸콜린과 칼슘의 역할)

- 우리의 근육은 아세틸콜린과 칼슘의 작용으로 수축과 신전을 한다.

- 아세틸콜린과 칼슘의 관계를 알면 보톡스(신경독소)가 어떻게 근육을 움직이지

못하게 하는지를 이해 할 수 있어요.

수축과 신전을 못하는 근육은 탄력을 잃어요, 그 기간 후 다시 반복해

보톡스를 맞으면 심장마비로 사망에 이르게 됩니다.

각각의 근섬유는 섬유의 중심끝에 하나의 운동신경에 의해 자극된다.

하나의 운동신경과 여러 개의 근섬유와 연결되어 있는 것을 운동단위라고 한다.

운동신경과 근섬유 사이의 연접(틈, 시냅스)은 신경근육의 접합부라고 한다. 이 과정을 살펴보면,

 

☆ 참고; 운동단위는 하나의 운동신경과 모든 근섬유의 연결로서 이루어 진다.

 

 1. 운동자극

근 활동시 근섬유 자극과정은 복잡하다. 이러한 과정은 그림 2)에 나타난 바와 같이,

대뇌 및 쵝수로부터의 운동신경의 자극에 의해서 일어난다.

신경자극은 근초(근원섬유막)부위에 밀착되어 위치하고 있는 축삭종말(신경원의 끝부위)로

불리우는 신경섬유의 끝부분에 도달된다.

이러한 신경 끝부분에 자극이 닿을 때 근초의 수용기와 결합될 아세틸콜린이라고

불리우는 신경전달 물질을 분비한다. 수용기와 결합된 아세틸콜린의 분비가

충분하면 전기적인 전하는 근섬유의 길이만큼 충분히 전달되어 근섬유내로

소디움(나트륨)유입되도록 근세포막의 이온 출입구가 열리게 된다.

이러한 과정은 자극을 일으키면 서 탈분극되어 활동전압을 생성하게 된다.

활동전압은 근육세포가 작용할 수가 전에 근육세포에서 발생해야 한다. 

그림 1) 신경근 접합: 운동신경과 근섬유의 근초간의 상호작용이 일어남.

 

 

2. 칼슘의 역할( The role of calcium)

 그림 2) 근육활동을 일으키는 과정.

 A. 운동신경에서 떨어져 나온

아세틸콜린이 근초(근원섬의 막, sacolemma)위의 수용체와 결합한다.

만약 아세틸콜린이 충분하게 결합되면, 활동전압이 근섬유내에서 발생된다.

 

B. 활동전압은 근형질세망(sacroplasmic reticulum)으로부터 떨어져 나온 Ca++을

근형질내로 유인하는 계기가 된다.

 

C. Ca++은 액틴근세사 트로포닌(troponin)과 결합하고 트로포마이신을 끌어

당겨서 활동부위로부터 제거해낸다.

따라서 마이오신 머리는 액틴 근세와 결합 할수 있게 된다.

 

 근섬유막의 탈분극에 부가적으로 전기자극은 세포내로 들어가기 위하여 관(T관과 근형질세망)의

섬유 망상조직을 통하여 이동된다. 전기적인 충전의 도달은 근형질세망에 저장된 칼슘이온의

많은 양의 방출을 유발하여 근형질 내로 들어가게 한다.(그림 2.B 참조)

 

휴식상태에서, 트르포마이오신(액틴근세사 일종)분자는 마이오신 머리의 결합방지를 위하여

액틴 근세사의 활동 부위의 끝에 놓여 있게 된다. 칼슘이온이 근형질세망으로 부터

방출되면서 액틴 근세사 위에 있는 트로포닌(액틴근세사 일종)과 결합한다.

칼슘과 친화력이 강한 트로포닌은 액틴근세사에 있는 활동부위의 트로포마이오신

분자를 들어올림으로서 액틴은 작용하기 시작한다. 이러한 과정은 그림 2.C에서 나타난 바와 같다.

 

일반적으로 활동부위를 숨기고 있는 트로포마이오신 때문에, 마이오신 연결교와 액틴근세사

 사이의 결합을 막아준다.

그러나 트로포마이오신이 트로포닌과 칼슘에 의하여 활동부위를 들어올리게 되면서,

 마이오신 머리는 액틴근세사의 활동부위에 결합될 수 있다.