근육을 키우기 위해 알아야 하는 근섬유의 종류

안녕하세요. 항상 건강한 삶을 지원하는 헬타시스입니다.

이 글에서는 재활 운동 설계에 필요한 지식인 근섬유의 종류와 특성, 그리고 응용방법에 대해 알아 보겠습니다. 대학, 학원, 전문 교육의 생리학 시간에 이미 배웠던 내용이 분명합니다! 그러나 학습의 이유는 놓치는 경우가 많은 것 같습니다.

근력강화를 위해서 효율적인 방법은 한 가지가 아니라 여러 가지가 있습니다. 논문마다 다양한 방법을 제시합니다. 근력강화를 위한 정답이 존재한다면 좋겠지만 그렇지 않은 상황입니다. 지식이 얕은 사람들은 내가 알고 있는 단편 지식만을 정답이라고 주장하게 됩니다. 그러나 지식이 깊어지게 되면 특정 상황에서는 그 방법이 맞고 다른 상황에서는 또 다른 방법이 정답이 될 수 있다는 것을 알게 됩니다. 근섬유의 특성은 그 이유를 알 수 있게 해주는 지식입니다.

근섬유의 종류는 세 가지가 있습니다. 지근 섬유 (Type I), 중간근 섬유 (Type IIa), 속근 섬유 (Type IIb)입니다. (type IIx, IIc의 표현도 사용하기도 하지만 무시합니다..)

종류별 특성을 살펴보면서 그 의미를 파악해야 합니다.

수축 속도와 에너지원에 따른 분류

Type I: Slow-twitch Oxidative (느린 유산소 대사)

Type IIa: Fast-twitch Oxidative Glycolytic (빠른 유산소와 해당 작용)

Type IIb: Fast Glycolytic (빠른 해당작용)

이것을 통해 알 수 있는 것은 수축 속도와 피로에 대한 저항 능력입니다. Type I은 수축 속도가 느리고 Type II 섬유들은 수축 속도가 빠릅니다. 그리고 해당 작용으로 에너지를 공급하는 경우는 근육에 자체 저장된 에너지를 사용하는 것이기 때문에 피로에 대한 저항 능력이 낮습니다. 즉 Type I은 유산소 대사로 지속적인 에너지를 공급받기 때문에 수축을 오래 지속할 수 있는 반면 Type IIb 섬유는 피로가 빨리 발생해 버립니다.

근섬유가 동원되는 순서도 정해져 있습니다. 이것을 헤네만의 크기 원리 (Henneman`s size principle)라고 부릅니다. 하네만 크기 원리는 근섬유의 종류에 따라 운동 단위 (motor unit)의 크기가 다르고 그것 때문에 동원되는 순서가 정해져 있다는 이론입니다.

운동 단위의 크기 순서: Type I >> Type IIa >> Type IIb입니다.

헤네만의 크기 원리는 신경의 작은 자극 (연접 전 자극)은 작은 운동 단위를 동원시키고 큰 자극은 모두 동원시킨다는 것을 포함합니다. 예를 들어 뇌에서 가벼운 물건임을 인지하고 근수축 명령을 내릴 때는 5개의 신경에 활동전위가 유발시킵니다. 그러면 세포 1개당 1mV의 전압이라고 가정하면 5mV가 발생되었습니다. Type I은 작은 운동 단위이기 때문에 5mV의 자극에 대해 근육 세포의 활동전위를 유발시킵니다. 그러나 Type IIb의 경우 운동 단위의 크기가 크기 때문에 10mV의 전압이 필요하고 5mV의 자극에는 동원되지 않습니다. 물건이 들려지지 않자 뇌의 신경세포가 이번에는 10개가 활동전위를 발생시키고 10mV의 전압이 내려가면 모든 근섬유가 동원되는 방식입니다.

앞서 Type I이 피로에 대한 저항능력이 크기 때문에 근피로가 잘 발생되지 않는다고 이야기하였습니다. 즉 인간이 움직일 때 오랫동안 사용할 수 있는 type I을 먼저 동원시키는 게 유리하겠죠. 참 인체는 효율적이게 진화한 것 같습니다.

그렇다면 근력 강화 운동으로 근육이 두꺼워지는 이유는 무엇일까요?

근섬유에 대해 공부할 때 근수축 기전을 공부하며 액틴과 미오신 필라멘트에 대해서 많이 접하게 됩니다. 이 단백질 필라멘트 (딱딱한 선 형태)는 근육세포핵 (nucleus)에서 만들어 준답니다. 인간은 살아있는 동안 끊임없이 근육 섬유 (액틴과 미오신 필라멘트)가 찢어지지만 핵에서는 늘 새로운 근섬유를 만들어내고 있답니다. 이때 운동을 하면 mTOR (mammalian target of rapamycin)라는 중요한 단백질이 활성화됩니다. 운동을 할 때 근육을 크게 만들어주는 가장 중요한 친구입니다. 근력강화 운동을 왜 합니까??라고 저에게 묻는다면 mTOR를 활성화시키려고 합니다.라고 대답할 정도로 아주 핵심적인 물질이랍니다.

이때 근육의 부피를 더 크게 하고 싶다면 평소 내가 감당할 수 있는 운도 강도보다 커야 합니다. 이것을 과부하 원리 (Overload Principle)이라고 합니다. 평소 보다 더 강한 자극이 들어오면 더 많은 mTOR가 활성화되면서 더 많은 액틴과 미오신 필라멘트를 생산해 내기 때문에 근육이 두꺼워지는 것입니다. 엘리트 선수들의 경우 매우 강한 운동의 반복은 위성세포의 활성화를 통해 근육 세포를 증가시키기도 한답니다. 여러모로 근육이 두꺼워지는 것이죠.

그런데 앞서 배웠던 근섬유들이 근력강화 훈련에 대해 다른 반응을 나타냅니다. 생각해 보세요 근육이 커지려면 과부하 즉 피로를 넘어서는 훈련이 필요합니다. 그런데 Type I의 경우 피로에 저항이 높아서 과부하가 잘 나타나지 않습니다. 그런 반면 Type II는 피로가 빨리 발생되기 때문에 Type II를 동원시킬 수 있어야 근육의 부피가 더 커지는 것입니다. 근력 강화 후 근섬유의 증가는 분명 Type II가 현저하게 반응하게 됩니다.

그럼 다시 근섬유 종류의 설명으로 돌아가서 Type II를 운동에 포함시키기 위해서는 고강도 또는 빠른 훈련이 필요합니다. 저강도의 훈련에서도 Type I이 피로를 느껴 Type II의 도움이 필요한 경우에도 동원이 가능하지만 반복 횟수가 많아져야 하겠죠.

이런 이유로 근력강화 훈련을 설계할 때 본인이 감당할 수 있는 최대 무게를 향해서 점진적으로 부하를 늘려가는 이유입니다. 어떤 논문에서는 감당할 수 있는 최대의 운동을 시행하고 원심성 수축으로 더 강한 자극을 주었을 때 근력 강화 효과가 더 크더라 또는 최대의 운동을 시행하고 운동 강도를 낮춰서 할 수 있는 최다 훈련을 더 하는 경우 효과가 더 크더라. 느린 움직임보다는 빠른 움직임이 근력효과가 크더라 라는 여러 가지 원리가 모두 근섬유 종류를 이해한다면 쉽게 받아들일 수 있습니다.

인간의 운동 능력에 따라 이러한 다양한 근력강화 방법 중 무엇이 정답이다라는 것은 아직 규명되지 않은 것 같습니다.

운동을 설계할 때 근섬유의 종유별 특성을 이해한다면 근거를 제시할 수 있는 힘이 생기겠지요!!

하네만 크기 원리, 과부하 원리, 근섬유별 특성을 정리해 보았습니다. 항상 근거 중심의 접근법을 생각해 보세요.

헬타시스는 항상 건강한 여러분의 삶을 지원합니다.