스트레칭의 기초 : 근방추와 골지기관(1)

Muscle Receptors ; 근방추와 골지기관

 

먼저, 근육은 extra fusal fiber와 intra-fusal fiber로 구성된다. 

우리가 흔히 근육을 말할 때는 운동할 때 수축하는 extra-fusal fiber를 얘기하는 것이다.

근육의 신장(늘어남)과 긴장도를 조절하는 것은 intra-fusal fiber에 위치하고 있는 근방추(muscle spindle)와 근육에서 끝부분에 위치하는 건(tendon)에 위치한 receptor의 활성에서부터 시작된다.

 

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이제부터 근육 내 위치한 세 가지 종류의 enteroceptor(또는 proprioceptor)에 대해 알아보자.(눈 주위 근육과 얼굴 쪽 근육을 제외한 모든 근육에 다 존재)

 

1. Primary muscle spindle receptor
2. Secondary muscle spindle receptor
3. Golgi tendon organs.

• Spindle receptor는 근육의 길이 또는 근육의 길어지는 속도를 감지하고, Golgi tendon organ은 근육의 긴장도와 긴장도의 변화를 감지한다.

Property	Pirmary ending	Secondary ending	Golgi tendon organ
Location	Mid-equatorial region of bag and chang fibers in spindles	Juxta-equtorial region of chang fibers in spindles	Muscle tendon junction
Afferent fiber	Large, group Ia	Small, group II	Large, group Ib
Efferent control	Both static and dynamic fusimotor	Static fusimotor	None known
Response to ramp stretch with plateau	Dynamic and static(signals length)	Static(signals lenght)	Dynamic and static(signals tension)
Response to release of stretch	Abrupt silence	Progressive decline	Abrupt silence
Response to tendon tap	Low threshold, vigorous	High threshold, little	High threshold, vigorous if threshold is exceeded
Sensitivity to small stretches	High, especially if rapid	Low	Low
Response to twitch contractions	Abrupt silence	Abrupt silence	Vigorous discharge
Signals	Muscle length and rate of change of length	Muscle length	Muscle tension and rate of change of tension

 

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Muscle spindle 

• 4-7mm 길이, 80-200um 지름을 가진 fusiform(방추형)의 구조로 근육 깊숙한 곳에 흩어져있으며 extrafusal or regular muscle fiber와 평행하게 위치한다.
• 두 종류의 intrafusal fiber를 가진다.(intrafusal = fusiform spindle의 내부에)
• nuclear bag fibers : 상대적으로 길고 두꺼움. 적도 지역(중앙 부위)에 nuclei가 축적되어 있는 두꺼운 부위가 존재
• nuclear chain fibers : 중앙 부위에 nuclei가 줄지어 존재함
• 전형적인 muscle spindle은 두개의 nuclear bag에 4~5개의 nuclear chain fiber로 이루어짐.
• 신경분포 ; Group Ia, Group II afferent fiber가 존재함.
• (Figure 11-3) large group Ia fiber는 nuclear bag fiber와 nuclear chain fiber의 중앙부위(equatorial region)를 감싼다.(coil) => annulospiral endings or Primary muscle spindle receptor
• (Figure 11-3) smaller group II fiber는 nuclear 구역의 끝쪽에 종착한다. => flower-spray endings or Secondary muscle spindle receptor
• 모든 group II fiber가 이런 ending을 만든 것은 아니다.(group Ia fiber는 모두 annulospiral ending을 만드는 것과 다름)

 

• Intrafusal fiber는 striated muscle fiber 이며 fusimotor neurons or r(Gamma)-motorneurons의 innervation을 받음.
  • extrafusal fiber는 3~50cm 길이인데, intrafusal fiber는 4~7mm에 불과하다.
  • 따라서, extrafusal fiber가 수축에 따라 (infrafusal fiber에 비해 30배정도) 근육길이에 영향을 준다. 
  • 근섬유의 단면적은 평균 10um vs 60um 로 차이가 나서 exrafusal fiber가 intrafusal fiber보다 최소한 36배(6배의 제곱) 큰 힘을 낼 수 있다.
• fusimotor neuron의 활성으로 bag and chain fiber의 끝부분이 수축하고 (불룩한) 중간부분(myofibiril이 적고 신축성이 적다)은 당겨진다.(Figure 11-5)
• 이러한 당겨짐은 primary, secondary ending을 모두 자극하게 된다.
• fusimotor neurons or r(Gamma)-motorneurons 은 skelotomotor neurons or a(alpha)-motoneuron(extrafusal fiber를 수축시켜 흔히 운동할 때 작용되는)과 혼동되지 말아야 한다.
• Infrafusal fiber의 수축은 전체 근육에 측정할 수 있을 만한 긴장도(tension) 변화를 일으키지 못한다.