팔꿈치를 굽혀 컵을 들어 올려 보자. 팔 안에서는 근육이 힘을 내고, 그 힘이 뼈에 전달된다. 우리는 팔이 움직이는 모습은 볼 수 있지만 근육 안에서 일어나는 일은 볼 수 없다.
이번 글에서는 팔꿈치를 굽혔다 펴는 동작으로 근육의 수축과 이완을 알아본다
수축은 근육이 힘을 내는 과정이다
팔꿈치를 굽힐 때는 위팔 앞쪽의 근육인 이두근이 힘을 낸다. 이 힘은 근육과 뼈를 이어 주는 힘줄을 통해 아래팔뼈에 전달된다. 그래서 팔꿈치가 굽혀진다.
근육이 힘을 내는 것을 수축이라고 한다. 팔을 굽힐 때처럼 근육이 짧아지며 힘을 낼 수 있다. 물건을 든 팔을 가만히 유지할 때처럼 길이가 거의 달라지지 않아도 힘을 낼 수 있다.
근육 속에서는 무엇이 움직일까?
근육 안에는 액틴과 미오신이라는 아주 작은 단백질 실이 있다. 신경에서 “움직여!”라는 신호가 오면 근육 세포 안에서 칼슘이 나온다. 그러면 미오신이 액틴을 붙잡고 당길 수 있게 된다.
이 작은 움직임이 근육 곳곳에서 일어나면 근육이 힘을 낸다. 액틴과 미오신 자체가 짧아지는 것은 아니다. 두 실이 서로 겹치는 부분이 늘어나면서 근육의 작은 단위가 짧아진다.
ATP는 어디에 쓰일까?
근육이 움직이려면 ATP가 필요하다. ATP는 근육 세포가 바로 사용할 수 있는 에너지를 담은 물질이다.
미오신이 액틴에서 떨어져 다시 움직일 준비를 할 때 ATP를 쓴다. 근육이 힘을 푼 뒤 칼슘을 다시 저장할 때도 ATP를 쓴다. 즉, 근육은 힘을 낼 때와 힘을 풀 때 모두 ATP가 필요하다.
근육은 어떻게 이완할까?
신경에서 오는 신호가 멈추면 칼슘이 다시 저장된다. 액틴과 미오신이 서로 당기는 작용도 줄어든다. 이렇게 근육이 내는 힘이 줄어드는 것을 이완이라고 한다.
근육은 뼈를 밀어서 팔을 펴는 것이 아니다. 팔꿈치를 펼 때는 위팔 뒤쪽의 삼두근이 힘을 낸다. 앞쪽의 이두근은 힘을 줄인다.
한눈에 정리하기
팔꿈치를 굽힐 때는 다음 일이 차례로 일어난다.
신경에서 신호가 온다 → 근육 세포에서 칼슘이 나온다 → 액틴과 미오신이 서로 작용한다 → 근육이 힘을 낸다 → 힘줄이 뼈를 당긴다
팔꿈치를 다시 펼 때는 뒤쪽 근육인 삼두근이 힘을 낸다. 컵을 들어 올리는 간단한 동작에도 신경, 근육, 힘줄, 뼈가 함께 일한다.
참고 자료
- OpenStax, Anatomy and Physiology 2e, “Muscle Fiber Contraction and Relaxation”
- OpenStax, Biology, “Muscle Contraction and Locomotion”
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