운동을 통한 골격근섬유 형태의 변화

 

 

 

 

근섬유의 구조에 근거한 특성상 구성비에 관한 연구는 1962년 Bergstrome이 처음으로 제안한 분석 기법인 근생검법(msucle biopsy technique ; 위 사진 참조)이 근육생리 및 생화학 분석 기법으로 널리 이용되기 시작했다.

 

1. 골격근섬유의 형태와 기능적 특성

 

  모든 근섬유는 동일한 대사 능력이나 기능을 갖는 것은 아니고, 생화학적으로 유산소성 활동에 적합한 근섬유가 있는 반면, 무산소성 활동에 적합한 근섬유도 있다. 따라서 인간의 골격근섬유 형태는 근수축 특성과 생화학적 요인에 의해서 다음과 같이 3가지 형태로 구분한다.

 

 1) 지근성 근섬유(slow twitch fibers ; ST = slow-oxidative fiber = red muscle fibers = Type 1) - 지구력이 뛰어난 반면 순발력은  

          약하다. 일명 '다랑어 근육' 이라고도 함. 미토콘드리아의 수가 많고, 미오글로빈의 함량이 높으며, 수축속도는 느리다. 등부위의 근

          육에 많이 분포되어 있다.

 

 2) 해당성 속근섬유(fast twitch glycolytic ; FG = Type 2) - 무산소성 능력과 순발력이 뛰어나고, 미토콘드리아수와 미오글로빈 함량이

          적으며, 수축속도는 빠르다. 피로에 대한 저항성 낮다. 일명 '도미 근육'이라고도 함.

 

 3) 산화성 속근섬유(fast twitch oxidative glycolytic ; FOG) - 유산소성 능력(산화과정)은 중간 정도인 반면, 무산소성 능력(해당과정)은

         높고, 미토콘드리아와 미오글로빈 함량은 많으며,  수축속도는 빠르다. 피로에 대한 저항성은 중간 정도이다.

 

2. 근섬유 구성비

 

 근섬유 구성비율(평균값)은 ST섬유(50%), FG 및 FOG섬유는 각각 25% 이다. 이처럼 근섬유 구성비는 근육의 구조적 특성을 나타내는 것으로, 운동수행시 근육기능 발휘 양상에 중요한 영향을 미치는 것으로 알려져 왔다.

속근 및 지근섬유의 근섬유 구성비는 각각 선택적으로 유,무산소성 운동능력의 발휘에 우선적으로 작용하게 된다. 따라서 여러 가지 유형별 근수축 운동시 발휘되는 운동능력과 대사변인을 비롯한 생리학적 변인들의 변화 양상은 근섬유 구성비와 의미있는 관련성을 가질 것이다.

결과적으로 운동선수의 경기력을 결정하는 요인 중 기본적인 범위를 차지하는 근육 기능의 결정 경로는 근섬유 구성비와 같은 구조적 특성에서부터 시작된다.

 

3. 근섬유형태와 경기력

 

 근섬유 구성에 대한 지식과 근섬유의 사용이 제시하는 바는 ST섬유의 높은 비율을 가진 선수는 지구성 운동능력 발휘에 장점을 가지는데 반해서, FT섬유가 많은 선수는 짧은 시간과 순발력을 요구하는 운동에 더 적합하다는 것이다. 그러면, 운동선수가 가진 다양한 근섬유 형태의 구성 비율이 경기력을 결정할 수 있는가?

대답은 '아니다' 이다. 왜냐하면, 경기력에 영향을 미치는 요소는 근섬유 구성 이외에 심혈관계 기능, 동기유발, 트레이닝 및 근육의 크기와 같은 다른 요인들이 복합적으로 작용하기 때문이다.

걷기와 같은 낮은 강도의 운동 중에는 근력의 대부분이 ST섬유에 의하여 생성된다. 조깅과 같이 더 높은 운동강도에서는 요구되는 근장력이 증가함에 따라서 FOG섬유가 추가적으로 동원된다. 마지막으로 전력질주(sprint running)와 같은 최대근력이 요구되는 운동시에는 FG섬유가 활동하게 된다.

 

 달리기 선수의 비복근내 근섬유 구성 비율을 살펴보면,

단거리 달리기 선수는 ST섬유가 24 - 27%, FG섬유가 73 - 76%

장거리 달리기 선수는 ST섬유가 69 - 79%, FG섬유가 21 - 31% 이다.