근육에 대한 과학

안녕하세요?

단순히 멋져 보이려는 목적만이 아니라 건강을 유지하기 위한 목적에서라도 근력운동은 매우 중요한데, 마침 Newton의 2017년 9월호 기사에서 근육에 대한 내용이 싣려 있었고 유용한 내용들도 많이 있었습니다. 일단 근육이라고 해서 다 같은 근육이 아니라, 심장을 박동시키는 '심근', 혈관이나 내장을 덮는 '평활근(민무늬근)'을 제외한 '골격근'으로 나누어 집니다. 이번 포스팅에서 주로 다루는 것은 바로 이 골격근에 대한 이야기 입니다.

위 그림은 '골격근'에 대해서 상세하게 풀어서 설명을 하고 있는 그림으로 근육은 그림에서 보시는 것과 같이 여러개의 근섬유로 이루어져 있는 것을 볼 수 있습니다. 이와 같은 근섬유는 Newton의 기사에 의하면, 지구력이 뛰어난 '지근(slow muscle)'섬유와 순발력이 뛰어난 '속근(fast muscle)'섬유로 나누어 진다고 합니다.

이 근육의 양을 늘리는 것은 당연하게도 근육 운동을 해야 하는데, 문제는 근육이 비대해지는 세부적인 메커니즘은 아직 밝혀지지 않았다고 합니다. 알려진 주요 원인으로는 근섬유속의 '액틴'이나 '마이오신(myosin)'이라는 단백질의 합성량이 증가했기 때문이라고 알려져 있었습니다. 그러나 이 외에도 최근에 제기된 것은 '위성 세포'라는 세포들의 역할도 매우 중요하다고 합니다.

위 그림은 2011년 출판된 논문에 있는 그림으로 자세히 보면 'Myosatellite cell' 혹은 'sataellite cell'이라고 불리우는 세포가 굵게 표시된 근섬유(복숭아색으로 표시된 긴 원통)의 근처에 붙어 있는 밝은 연두색의 타원을 보실 수 있으실 겁니다. 이 연두색의 타원이 '위성세포'로 운동을 하게 되면 분열해서 근섬유에 융합하는데, 그 결과 근섬유에 들어가게 되는 세포핵의 갯수가 늘어나게 됩니다. 이 기작이 왜 중요한가 하면, 과거에 운동을 했다가 쉰 다음, 다시 운동을 할 경우 빠른 시간내에 예전 상태로 돌아오는 '근육의 기억'에 관계되기 때문입니다.

그럼 여기서 한가지 의문이 드실 것이, 어떻게 해야 근육양을 늘릴 수 있느냐 하는 것일 건데요, 그 방법으로는 '부하'와 횟수와의 관계가 중요하다고 합니다. 우선 '부하'라는 것은 1번만 반복할 수 있는, 최대한 자기가 들어 올릴 수 있는 무게의 '한계'를 100%라고 했을 때, %가 내려갈 수록 그 무게가 가벼워 진다는 것을 의미합니다.

위에 나와있는 표는 Newton에 나와있는 도표이며, 일단 90%이상의 부하에서는 근육의 크기가 늘어나기 보다는 신경의 발달로 발휘할 수 있는 힘을 크기가 올라간다고 합니다. 그렇다고 해서 65% 이하의 부하를 주면, 흔미 말하는 '속근'이 사용되지 않아서 근육량의 증가를 기대하기는 어렵다고 합니다. 즉, 위 도표에 의하면 70%~85% 부하를 가지고서 운동을 해야만 하는데, 문제는 노약자에게 부담이 됩니다.

그래서 기사에는 가벼운 부하를 통해서 속근을 발달시키는 방법으로 2가지가 소개가 되어 있었습니다. 하나는 '지근'을 사용하지 못하게 벨트로 묶어서 혈류를 억제하는 '가압 트레이닝'이라는 것이 있고, 다른 하나는 '브레이크'라는 방법인데, 키우고자 하는 근육에 부하가 걸린 자세 그대로 올렸다 내렸다 운동을 하는 방법이라고 합니다. 다만 기사에 나와 있는 내용만 가지고서는 자세한 방법을 알 수 없기에, 추가적인 조사가 필요해 보입니다.

흥미롭게도 2009년의 논문에서 나온 위 그림을 보시면, '허벅지의 둘레(Thigh circumference)'가 굵을 수록 '사망률이 낮아'지는 경향이 있다고 합니다. 아마 근육에서 분비되는 '마이오 카인(Myokine)'이라는 물질이 영향을 주었을 것을 추정을 하고 있기는 하지만, 정확한 기작은 아직 밝혀지지 않았다고 합니다. 아마도 운동을 하는 사람에게 다양한 이득이 있지만, 그 중에 일부는 '근육'에서 나온다고 볼 수 있는 듯 합니다.