근육 고유수용기 (feat.근방추)

■ 근육 고유수용기

골격근은 몇 가지 형태의 감각수용기를 가집니다. 이것은 화학수용기와 근방추, 골지힘줄기관을 포함합니다. 화학수용기는 근육 내 pH, 세포외 칼륨 농도, 산소와 이산화탄소의 압력 변화에 반응해서 중추신경계에 정보를 전달하는 특별한 자유신경말단입니다. 화학수용기는 운동하는 동안 심폐계 조절의 역할을 담당합니다.

 

신경계가 골격근 움직임을 적절하게 조절하기 위해서는 근수축을 톨해서 지속적인 감각피드백을 받아야 합니다. 이 감각 피드백은 근육을 통해서 늘어나는 장력에 관한 정보와 근육 길이를 감지합니다. 골지힘줄기관(GTO)이 근육에서 발휘된 장력에 관한 정보를 피드백을 통해 중추신경계에 제공하는 반며에, 근방추는 상대적인 근육 길이에 관한 정보를 제공합니다. 

 

1. 근방추란?

근방추(muscle spindle)는 길이 탐지자 기능을 합니다. 근방추는 대개 인간의 섬세한 근육에소 많이 발견됩니다. 손의 근육과 같이 아주 미세한 각도의 조절이 요구되는 근육들은 가장 높은 밀도의 근방추를 갖고 있습니다. 반대로 큰 동작을 담다하는 대퇴사두근과 같은 근육들은 상대적으로 적은 수의 근방추를 갖고 있습니다.

 

근방추는 추내근섬유라 불리는 몇 개의 얇은 근육세포들로 구성되어 있는데, 이것은 결체조직에 둘러싸여 있습니다. 일반적으로 추외근섬유라 불리는 골격근 섬유처럼, 근방추는 연결조직 속에 놓여 있기 때문에 근방추는 근섬유와 함께 팽팽하게 움직입니다.

 

근방추는 두 가지 형태의 감각뉴런종말을 가집니다.

첫번째. 구심성 고리 모양의 종말은 근방추의 중간 부위에 위치하고 있으면서 근육 길이가 동적으로 변화할 때 반응합니다. 구심성 꽃모양 분무기라 불리는 두 번째 형태의 감각종말은 근방추의 끝 부분에 위치하고 있습니다. 이런 감각종말은 근육 길이의 빠른 변화에 대해서 반응하지 않지만, 정적인 느린 근육 길이에 관한 지속적인 정보를 중추신경계에 제공합니다.

두번째. 근방추는 감마 운동뉴런을 통하여 신경지배를 받게 되는데, 이것은 추외근섬유를 동기에 수축시키기 위해서 추내근섬유를 자극합니다. 감마 운동뉴런의 자극은 중심부위의 추내근섬유를 짧게지게 만들고, 이것은 근방추를 팽팽해지게 합니다. 추내근섬유의 수축에 대한 필요성은 다음과 같이 설명할 수 있습니다.

골격근이 운동신경자극을 통해서 짧아졌을 때, 근방추는 골격근섬유와 함께 수동적으로 짧아지게 됩니다. 이때 만약 추내근섬유가 수축하지 않는다면 근방추는 느슨해져서 둔감해집니다. 그러므로 길이의 탐지자로서의 근방추 기능시 손상됩니다.

근방추는 골격근이 급격하게 늘어날 때 반사적인 수축의 결과를 감시할 책임이 있습니다. 이것을 신전반사작용(stretch reflex)이라고 하며, 인체의 모든 근육에서 존배하지만 사지의 신근에서 대부분이 존재하고 있습니다. 무릎반사(knee-jerk reflex)이라고 불리는 것은 외과 의사가 고무망치를 가지고 슬개건을 가볍게 두드리는 동작을 통해 평가할 수 있습니다. 고무망치를 통한 타격은 근육 전체를 쭉 뻗게 하며, 근방추 내에 위치한 주요 신경말단을 '흥분 시킨다'. 이 신경은 운동신경과 함께 근방추 시냅스를 통해 척추 수준을 자극하며, 이것은 신전하는 근육의 추외근섬유를 자극하고 등장성 수축을 가져오게 만듭니다.

 

근방추의 이러한 기능은 움직임의 조절과 자세 유지를 돕습니다. 이것은 근방추의 탐지능력을 통해서 이루어지며 중추신경계(CNS)가 골격근섬유들의 길이변화에 반응할 수 있도록 합니다.

 

근방추 정리

1. 근방추는 근육 신전을 감지한다.
2. 감각뉴런은 척수에 신호를 보낸다.
3. 감각뉴런은 알파 운동뉴런과 연접해 있다.
4. 알파 운동뉴런의 자극은 근육을 수축시켜 근육 신전에 저항한다.