안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.
근육 수축 시에는 근육 섬유 내의 사립근 섬유소 구조에 변화가 일어납니다. 사립근 섬유소는 근육의 기본 단위로, 여러 개의 미오신(두꺼운 필라멘트)과 액틴(얇은 필라멘트)으로 구성되어 있습니다. 이 구조는 주로 A대(두꺼운 필라멘트가 존재하는 영역), I대(얇은 필라멘트만 존재하는 영역), H대(두꺼운 필라멘트의 중앙 부분, 얇은 필라멘트가 없는 영역), 그리고 Z선(액틴 필라멘트가 부착되는 영역)으로 구분됩니다.
I대와 H대의 길이 변화
근육이 수축할 때, I대와 H대의 길이가 변화합니다:
I대의 길이 변화: I대는 근육이 수축할 때 줄어듭니다. 이는 액틴 필라멘트(얇은 필라멘트)가 미오신 필라멘트(두꺼운 필라멘트) 사이로 더 깊숙이 밀려 들어가면서 발생합니다. 그러나 액틴과 미오신 필라멘트 자체의 길이는 변하지 않습니다.
H대의 길이 변화: H대 역시 근육이 수축할 때 줄어듭니다. 이는 미오신 필라멘트의 중앙 부분에서 얇은 필라멘트가 서로 더 가까워지기 때문입니다. 수축이 극대화될 때, H대는 거의 보이지 않을 수 있습니다.
반면에, A대의 길이는 근육 수축 시 변하지 않습니다. A대는 두꺼운 필라멘트가 위치한 영역으로, 이 필라멘트의 길이는 근육이 수축하거나 이완할 때 변하지 않습니다.
수축 메커니즘
근육 수축은 슬라이딩 필라멘트 이론에 의해 설명됩니다. 이 이론은 얇은 필라멘트(액틴)와 두꺼운 필라멘트(미오신)가 서로를 향해 미끄러지듯이 움직이지만, 각 필라멘트 자체의 길이는 변하지 않는다고 설명합니다. 이 미끄러짐으로 인해 근육 전체의 길이가 줄어들고, 이것이 근육 수축을 일으킵니다.
결론적으로, 근육 수축 시 I대와 H대는 줄어들지만, A대의 길이는 변하지 않으며, 이러한 변화는 근육 섬유 내에서 필라멘트가 서로 미끄러지는 슬라이딩 메커니즘에 의해 발생합니다.
