생명과학에서 근수축의 원리는 무엇인가요?

Question

안녕하세요?50대초반의 남성입니다. 요즈음 생명과학을 독학으로 공부하고 있습니다. 생명과학에서 근수축의 원리는 무엇인가요?

김지호 박사 · Accepted Answer

근수축이란 근육이 자극에 반응하여 수축하는 것을 말하며, 신경의 자극으로 인해 뉴런의 축삭 말단에서 아세틸콜린과 같은 신경전달물질을 근육 쪽으로 분비하여 근육세포 자체가 흥분(탈분극)되기 때문에 수축이 일어나게 됩니다. 근육을 이루는 근섬유는 다량의 근원섬유로 이루어져 있는데요, 근섬유의 90%를 차지하고 근원섬유의 수가 많을 수록 장력이 커지게 됩니다. 근원섬유에는 미오신 운동 단백질로 이루어진 미오신 필라멘트와, 액틴 단백질로 이루어진 액틴 필라멘트가  존재하는데요, 이 두 필라멘트 간의 교차 결합으로 인해서 근원섬유의 마디 간격이 좁아지면서 근수축이 일어나는 것입니다.

검붉은코뿔소 34 · Answer

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.근수축에서 근은 근육을 의미합니다. 말 그대로 근육의 수축에 대한 원리이며 근육이 수축하는 과정은 신경에서 발생되는 신호에 의해서 수축 또는 이완 작용을 하게 됩니다.

되알진개미새214 · Answer

안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.생명과학에서 근수축의 원리는 활주설입니다. 활주설은 액틴 필라멘트와 마이오신 필라멘트가 서로 미끄러지면서 근육이 수축하는 현상입니다.근육은 수축성 단백질인 액틴과 마이오신으로 구성되어 있습니다. 액틴은 섬유질 모양의 단백질로 근육의 주된 구성 성분입니다. 마이오신은 막대 모양의 단백질로 액틴과 결합하여 근육 수축을 일으킵니다.근수축이 일어나기 위해서는 먼저 신경의 자극이 필요합니다. 신경의 자극을 받은 근육 세포는 탈분극을 일으킵니다.탈분극은 세포막의 전위가 순간적으로 낮아지는 현상입니다. 탈분극으로 인해 근육 세포 내부에는 칼슘 이온이 유입됩니다.칼슘 이온은 트로포닌이라는 단백질과 결합하여 트로포미오신이라는 단백질을 밀어냅니다. 트로포미오신은 액틴과 마이오신이 결합하는 것을 방해하는 역할을 합니다. 트로포미오신이 밀려나면 액틴과 마이오신이 결합할 수 있게 됩니다.액틴과 마이오신이 결합하면 마이오신 헤드가 액틴 필라멘트를 당깁니다. 마이오신 헤드는 ATP를 분해하면서 에너지를 얻어 액틴 필라멘트를 당깁니다. 액틴 필라멘트가 당겨지면서 근육이 수축하게 됩니다.근수축이 끝나면 칼슘 이온이근소포체로 다시 흡수됩니다. 칼슘 이온이 흡수되면 트로포미오신이 다시 원래 위치로 돌아가 트로포닌과 결합합니다. 트로포미오신이 결합하면 액틴과 마이오신이 결합할 수 없게 됩니다. 따라서 근육은 이완하게 됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.

손성민 전문가 · Answer

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.생명과학에서 근수축의 원리는 근육이 수축하는 원리를 말합니다. 근육은 신경과 혈관의 조화로 작동하며 신경에서 발생한 신호가 근육을 자극하여 수축하게 됩니다. 이때 근육 내부의 단백질 구조가 변화하여 근육이 수축하게 되는 것이 근수축의 원리입니다. 이러한 근수축은 우리 몸의 움직임을 가능하게 하고 심장의 수축과 이완으로 혈액을 순환시키는 등 우리 몸의 다양한 기능을 수행하는 중요한 원리입니다. 생명과학을 공부하시는데 도움이 되었길 바랍니다. 감사합니다.도움이 되셨다면 아래 추천과 좋아요 부탁드립니다.

김채원 전문가 · Answer

안녕하세요. 김채원 과학전문가입니다.근 수축은 뇌에서 운동명령이 도달했을 때 근육막을 활동전위가 자극하여 칼슘이온농도를 조절하게 됩니다. 이에 따른 ATP 및 트로포미오신, 미오신의 반응에 의해 액틴을 잡아당기며 수축작용이 일어납니다.이후 ATP가 다시 공급되면 액틴이 원래대로 돌아오며 수축이 풀리게 됩니다.

홍성택 전문가 · Answer

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.근수축은 근육 내부의 단백질 구조인 근소섬유와 근육세포의 축소와 이완에 의해 발생합니다. 신경과 근육의 상호작용을 통해 신호가 전달되면 근소섬유가 단백질 구조를 변형시키고 근육 섬유가 축소되어 근수축이 일어납니다.

김경태 전문가 · Answer

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.1. 출발점: 신경계에서 신호가 생성되고 근육에 도달합니다. 이 신호는 근육 섬유를 자극하여 근수축을 시작합니다.2. 근육 섬유 활성화: 신호가 근육 섬유로 전달되면 섬유 내의 근육 세포들이 활성화됩니다. 근육 세포는 섬유 안의 작은 단위인 근육 섬유 소단위로 구성됩니다.3. 근육 섬유 소단위의 동작: 근육 섬유 소단위는 특수한 단위인 사이토카인에 의해 구성됩니다. 사이토카인은 섬유 소단위 내부에서 근수축을 유발하는 신호를 생성합니다. 이 신호는 근육 소단위 내의 단백질 구조인 미오신필라먼트와 액틴필라먼트를 상호작용시켜 근육을 수축시킵니다.4. 근육 수축: 근육 세포의 미오신필라먼트와 액틴필라먼트의 상호작용은 근육을 단축시키는 결과를 낳습니다. 이는 근육 섬유 내에서 근육 섬유 소단위가 반복적으로 수축하면서 전체적인 근육 수축을 일으킵니다.

이상현 전문가 · Answer

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.근육은 신경의 명령을 받아 수축작용이 일어납니다.신경신호로부터 전기신호가 근육막 전체에 활동전위를 활성화시키고 칼슘이온농도가 올라가도록 채널이 열립니다.이후 미오신의 머리가 액틴필라멘트를 끌어당기면서 수축이 일어납니다.

느림보거북이1 · Answer

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.근수축의 원리는 활주설입니다. 활주설은 굵은 필라멘트와 가는 필라멘트가 서로 미끄러지면서 근육이 수축하는 현상입니다.근육은 굵은 필라멘트와 가는 필라멘트로 구성되어 있습니다. 굵은 필라멘트는 미오신 단백질로 구성되어 있으며, 가는 필라멘트는 액틴 단백질로 구성되어 있습니다.근육이 수축할 때, 굵은 필라멘트의 미오신 머리가 가는 필라멘트의 액틴에 결합합니다. 미오신 머리가 결합하면, ATP를 분해하면서 에너지를 얻습니다. 이 에너지를 사용하여 미오신 머리가 굽어지면서 가는 필라멘트를 잡아당깁니다.가는 필라멘트가 잡아당겨지면, 가는 필라멘트와 굵은 필라멘트가 서로 미끄러지면서 근육이 수축합니다.따라서, 근수축은 굵은 필라멘트의 미오신 머리가 가는 필라멘트의 액틴에 결합하여 가는 필라멘트를 잡아당기는 과정으로 이루어집니다.

쌈박한오릭스46 · Answer

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 근수축(筋收縮, 영어: muscle contraction) 또는 근육수축(筋肉收縮)은 근육의 근원섬유들을 이루는 미오신 단백질의 결합체인 굵은 필라멘트(마이오신 필라멘트)와 액틴 단백질로 구성된 가는 필라멘트(액틴 필라멘트) 간 교차결합으로 이루어진다.이 때 미오신이나 액틴섬유 자체가 수축하는 것이 아니라 액틴과 미오신 분자들간 미끄러짐에 의해 활주가 일어난다는 것이 필라멘트 활주이론(활주설)이다. ATP에 의한 교차결합 주기가 반복되면서 굵은 필라멘트는 가는 필라멘트를 안으로 끌어당기는 파워스트로크 과정을 통해 수축이 진행된다.출처 : 위키백과 - 근수축