근육의 세 종류

몸에는 뼈대근육이 600개 넘게 있고, 뼈대근육은 몸무게의 약 40%를 차지합니다.

마음대로 움직이는 근육, 저절로 일하는 근육

차가 담긴 찻잔을 하나 들어 올릴 때는 그 움직임의 모든 부분을 여러분이 스스로 정합니다. 언제 시작할지, 얼마나 높이, 얼마나 빨리 들지를 모두 마음대로 정합니다. 그동안에도 심장은 계속 뛰고 위는 계속 음식을 뒤섞으며 움직이는데, 이 두 가지에 대해서는 아무도 우리에게 묻지 않습니다. 이 일들은 모두 근육이 하지만, 저마다 종류가 서로 다른 근육이 맡습니다. 몸의 근육 조직은 뼈대근육(skeletal muscle), 심장근육(cardiac muscle), 민무늬근육(smooth muscle) 세 가지입니다. 이 단원에서는 이 셋을 서로 비교합니다. 그리고 과정의 나머지 단원에서는 뼈대근육을 팔 전체에서 시작해 분자 하나에 이르기까지 차례로 따라갑니다.

세 근육의 공통점

모든 근육 조직은 흥분성(excitability)이 있습니다. 다시 말해 세포막의 전기 상태가 바뀔 수 있고, 활동 전위(action potential)라는 파동을 막을 따라 길게 전할 수 있습니다. 세 종류의 근육은 모두 같은 기본 방식으로 수축합니다. 마이오신(myosin)이라는 단백질이 액틴(actin)이라는 단백질을 붙잡아 당깁니다. 또 셋 모두 수축을 이어 가려면 ATP가 필요하고, 칼슘 이온이 다시 빠져나가면 이완합니다. 근육은 늘어날 수도 있는데 이 성질을 신장성(extensibility)이라고 하고, 늘어난 뒤에는 쉬는 상태의 원래 길이로 되돌아오는데 이 성질을 탄성(elasticity)이라고 합니다. 그런데 근육이 못 하는 일이 딱 하나 있는데, 바로 미는 것입니다. 근육은 오직 당기는 일만 할 수 있습니다. 모형의 팔이 팔꿈치를 굽히고 다시 펴는 데 근육 두 개가 필요한 까닭이 바로 여기에 있습니다.

뼈대근육

뼈대근육은 힘줄(tendon)로 뼈에 붙어 있습니다. 그리고 세 근육 가운데 우리가 마음대로 움직일 수 있는(voluntary) 근육은 뼈대근육 하나뿐입니다. 현미경으로 보면 세포에 줄무늬가 보이는데, 그래서 가로무늬(striated)가 있다고 말합니다. 세포 속의 액틴과 마이오신이 아주 규칙적인 무늬로 줄지어 늘어서 있기 때문입니다. 세포 하나하나가 길쭉한 원통 모양이라 보통 근육섬유(muscle fibre)라고 부르며, 세포 하나에 핵이 여러 개 들어 있습니다. 뼈대근육은 움직일 때 전적으로 신경계에 기댑니다. 다시 말해 신경계의 지시가 있어야만 움직입니다. 신경 신호가 오지 않으면 섬유는 수축하지 않습니다. 몸에는 뼈대근육이 600개 넘게 있으며, 정확한 수는 근육을 어떻게 묶어서 세느냐에 따라 조금씩 다릅니다. 몸무게가 보통인 어른이라면 뼈대근육이 몸무게의 약 40%를 차지합니다.

뼈를 움직이는 일이 가장 눈에 띄지만, 뼈대근육이 하는 일은 그것만이 아닙니다. 뼈대근육은 쉬지 않고 조금씩 힘을 조절하며 중력에 맞서 몸을 똑바로 세우고, 관절이 제자리에서 미끄러져 빠지지 않도록 단단히 붙잡아 줍니다. 소화관과 요로의 출구에는 고리 모양으로 둘러싼 뼈대근육이 있는데, 이 근육 덕분에 언제 삼킬지, 언제 소변을 볼지를 스스로 정할 수 있습니다. 배를 둘러싼 배 벽의 근육은 그 뒤에 있는 장기를 막아 보호합니다. 그리고 ATP를 분해할 때 열이 나기 때문에, 일하는 근육은 몸을 따뜻하게 데우기도 합니다. 추울 때 몸이 떨리는 것은 바로 이 열을 얻으려고 뼈대근육이 짧은 순간마다 빠르고 불규칙하게 수축하는 것입니다.

심장근육

심장근육(cardiac muscle)은 오직 심장에서만 찾아볼 수 있습니다. 뼈대근육처럼 줄무늬가 있지만, 세포가 더 짧고 가지를 치며 보통 세포 하나에 핵이 하나뿐입니다. 세포의 끝과 끝은 사이원반(intercalated disc)으로 이어집니다. 이 사이원반에 있는 틈새이음(gap junction)을 통해 전류가 한 세포에서 다음 세포로 곧장 흘러가므로, 심장 전체가 하나의 단위처럼 서로 맞춰 수축합니다. 한편 데스모솜(desmosome)은 세포끼리 단단히 붙잡아서 서로 떨어져 나가지 않게 합니다. 박동 하나하나는 특별한 박동조율 세포(pacemaker cell)가 스스로 시작합니다. 자율신경계와 몇몇 호르몬이 박동을 빠르게 하거나 늦출 수는 있지만, 그렇다고 우리가 마음먹는다고 해서 심장을 멈출 수는 없습니다.

민무늬근육

민무늬근육(smooth muscle)은 위, 창자, 방광, 자궁 같은 속이 빈 기관의 벽과, 동맥, 정맥, 기도 같은 통로의 벽에 있습니다. 또 눈동자의 크기를 바꾸고 눈의 수정체 모양을 조절하는 것도, 추울 때 피부의 털을 세우는 것도 민무늬근육입니다. 세포는 가운데가 불룩한 방추 모양이고, 길이는 약 30~200 마이크로미터이며 세포마다 핵이 하나씩 있습니다. 세포 안에 액틴과 마이오신이 들어 있지만 가지런히 줄지어 있지 않아서 줄무늬가 보이지 않습니다. 민무늬근육은 우리 뜻대로 움직일 수 없는 근육(involuntary muscle)입니다. 호르몬, 자율신경, 그리고 주변 상태가 수축을 일으키며, 근육이 늘어나는 것만으로도 수축할 수 있습니다. 민무늬근육은 비교적 적은 에너지를 쓰면서 오랫동안 느리고 꾸준하게 일합니다.

모형에서 재생을 누르고, 위팔의 두 근육이 번갈아 가며 일하는 모습을 보세요. 이것이 뼈대근육이 원래 하라고 생긴 일, 다시 말해 뼈를 당기는 일을 하는 모습입니다.

이 내용은 몸의 구조와 작동을 배우기 위한 교육 자료입니다. 의학적 조언이 아니며 진단이나 치료에 쓰지 않습니다.