◇ 근육 수축의 원리

골격근은 근육의 길이 방향으로 평행하게 배열된 근육 섬유 다발로 이루어진다. 근육 섬유는 다핵성의 거대한 단세포로, 근육 원섬유의 다발로 이루어져 있다. 근육 원섬유는 가는 액틴 필라멘트와 굵은 마이오신 필라멘트로 구성된다. 

근육 수축의 원리는 활주 필라멘트 모형으로 설명된다. 이 모형에 따르면, 근육이 수축하는 동안 액틴 필라멘트와 마이오신 필라멘트가 서로 겹치면서 미끄러져 들어간다. 근육이 수축할 때는 근육 원섬유 마디의 길이가 짧아지는데 이때 액틴 필라멘트와 마이오신 필라멘트의 길이는 변하지 않는다. 다만, 액틴 필라멘트와 마이오신 필라멘트가 마주 보는 방향으로 미끄러져 들어가므로 겹친 부분이 늘어난다. 

◇ 근수축 길이 계산 스킬

오늘 소개할 GT SKILL은 근수축 길이 계산 문제가 스르르 풀리는 스킬 ‘GT X’이다. GT X는 아래와 같이 근육 원섬유 마디를 간단하게 그린 후 각 구간을 나눈 것이다. GT X를 그리면 연립 방정식을 세우지 않아도 직관적으로 각 부분의 길이를 어떻게 구해야 하는지 쉽게 알 수 있다.

GT X에서 각 부분의 길이는 근육이 수축 또는 이완할 때 각 부분의 길이 변화량을 이용하여 채운다. 이때 근육 원섬유 마디의 길이가 변화할 때 A대의 길이와 ㉠＋㉡의 길이는 변하지 않는다는 것을 알고 있어야 한다. 근육 원섬유 마디 X의 길이가 +2a 또는 –2a 변할 때 각 부분의 길이 변화는 다음과 같다.