[운동생리학] 근절(sarcomere)의 구성요소와 트로포닌(칼슘접시!)

근절의 구성요소

티틴, 네뷸린,

✅ 근절(sarcomere)의 구성요소 & 단축성 수축 시 변화 정리

📘 운동생리학 · 기능해부학 핵심개념 완전정복

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🔍 근절(sarcomere)이란?

근육 수축의 기본 단위, 즉 가장 작은 기능 단위입니다.
**Z선(Z disc)**과 Z선 사이의 영역 하나가 근절이고, 근원섬유(myofibril) 내부에 수천 개가 연속적으로 배열되어 있어요.

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⚫ 근절의 주요 구성요소 정리

① 액틴(Actin)

• 얇은 필라멘트 (thin filament)
• Z선에 부착되어 있음
• 마이오신과 교차 결합하여 수축을 만들어냄
• **트로포닌(troponin)**과 트로포마이오신(tropomyosin) 단백질로 조절됨

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② 마이오신(Myosin)

• 굵은 필라멘트 (thick filament)
• 중앙의 M선(M line) 부근에 위치
• 머리 부분이 ATP 사용 + 액틴과 결합하여 파워스트로크 생성

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③ Z선(Z line / Z disc)

• 근절의 양 끝을 구분하는 선
• 액틴 필라멘트 고정점 역할
• 근절이 수축하면 Z선 사이 거리가 줄어듬

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④ A대(A band)

• 마이오신 전체 영역
• 액틴이 마이오신과 겹치는 구간도 포함
• 수축해도 길이 변화 없음 (불변)

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⑤ I대(I band)

• 액틴만 존재하는 영역 (Z선 중심으로 양쪽 분포)
• 수축 시 짧아짐

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⑥ H 구역(H zone)

• 마이오신만 존재하는 중앙 영역
• 수축 시 짧아짐

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⑦ M선(M line)

• 마이오신 필라멘트 중심 고정선
• 수축 시 변화 없음
• 구조적 안정성 제공

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⑧ 네뷸린(Nebulin)

• 액틴 필라멘트 길이 조절
• Z선에서 시작되어 액틴과 나란히 배열
• ‘액틴의 자(measuring tape)’ 역할

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⑨ 티틴(Titin)

• Z선과 M선을 연결하는 탄성 단백질
• 수축 후 근육을 원래 길이로 복원시키는 역할
• 근육의 탄성 유지

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⑩ 데스민(Desmin)

• Z선과 Z선을 연결하는 중간 필라멘트
• 근절 간 정렬 유지 + 근섬유 구조적 안정성 제공

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🔄 단축성 수축 시 각 구조의 변화 요약

구성 요소수축 시 변화

구성 요소	수축 시 변화
Z선 간 거리	✅ 줄어듦
I대	✅ 줄어듦
H 구역	✅ 줄어듦
A대	❌ 변화 없음
M선	❌ 변화 없음
액틴/마이오신	❌ 길이 자체는 변화 없음 (겹침만 증가)

근수축시 단축성 수축은 서로 가까워지니까 HI zzzz!!!!! 하이  ㅋㅋㅋㅋ!!! 하고 가까워짐ㅎㅎㅎㅎㅎㅎㅎㅎㅎㅎㅎㅎㅎㅎㅎㅎㅎ

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📌 핵심 개념 요약

• 근육 수축 시, 액틴이 마이오신 사이로 더 깊숙이 끌려 들어감
• 하지만 필라멘트 길이 자체는 변하지 않음
• 수축 시 Z선 간 거리, I대, H 구역은 줄어들고,
  A대, 마이오신 길이는 그대로 유지됨.

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🎯 예상문제 예시 (실전 대비용)

문제:
근육의 단축성 수축 시, 변화가 없는 구조는 무엇인가?

① I대
② H 구역
③ A대
④ Z선 간 거리

정답: ③ A대
해설: A대는 마이오신이 존재하는 전체 구간으로, 수축 시에도 길이가 변하지 않음.

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🧷 3줄 요약

1. 근절은 Z선 ~ Z선 사이로, 수축의 기능적 단위입니다.
2. 수축 시 I대, H 구역은 짧아지고, A대는 변하지 않습니다.
3. 네뷸린은 액틴 길이를, 데스민은 근절 정렬을 유지시켜줍니다.

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🔬 트로포닌(Troponin)은 어디에 있는가?

트로포닌은 액틴 자체에 결합된 구조가 아니라, 액틴과 함께 얇은 필라멘트(thin filament)를 구성하는 조절 단백질 중 하나야.

🔹 Thin filament(얇은 필라멘트)의 구성

• F-액틴 (filamentous actin): 주된 구조 단백질
• 트로포마이오신(tropomyosin): 액틴 홈에 따라 나선형으로 감겨 있음
• 트로포닌(troponin): 트로포마이오신에 붙어 있으며, 칼슘 결합을 통해 근수축을 조절함

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🎯 트로포닌 복합체의 세 가지 구성

하위단백질역할

하위 단백질	역할
Troponin C	Ca²⁺(칼슘)과 결합
Troponin I	액틴과의 결합 억제 역할
Troponin T	트로포마이오신과 결합하여 위치 고정

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🧠 기능 요약

• 평상시에는 **트로포마이오신이 액틴의 결합 부위(마이오신 머리와 결합할 자리)**를 막고 있음
• 운동 시 Ca²⁺가 Troponin C와 결합 → 트로포닌 복합체의 구조 변화 → 트로포마이오신이 옆으로 밀림
  → 마이오신 머리가 액틴과 결합 가능 → 수축 발생

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✅ 한줄 정리

트로포닌은 액틴 필라멘트에 부착된 조절 단백질이며, 칼슘 감지 후 트로포마이오신을 움직여 수축을 시작하게 만드는 역할을 한다.

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✅ 트로포마이오신 vs 트로포닌 vs 칼슘 vs 마이오신 머리 vs 액틴!?

1. 트로포마이오신(tropomyosin)
    → 액틴 필라멘트 홈을 따라 나선형으로 휘감겨 있음
    → 평상시엔 마이오신 머리가 액틴과 결합할 자리를 가림
2. 트로포닌(troponin)
    → 트로포마이오신에 부착된 조절 단백질
    → Troponin C가 Ca²⁺(칼슘)과 결합하면, 구조가 바뀌면서
    → 트로포마이오신이 이동함 → 액틴의 결합 자리 노출
3. 마이오신 머리
    → 그 자리에 붙어서 power stroke (잡아당김) 발생
    → ATP가 쓰이고 근육 수축이 일어남

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🧠 한 장 그림으로 기억하기 (말로 그려주는 도식)

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🔁 전체 흐름 요약 (단축성 수축 시작 전 과정)

1. 운동신경 자극 → 근형질세망에서 Ca²⁺ 방출
2. Ca²⁺ → Troponin C에 결합
3. 트로포닌 복합체 구조 변화
4. 트로포마이오신이 액틴에서 옆으로 이동
5. 액틴의 마이오신 결합 부위 노출
6. 마이오신 머리 결합 → ATP 사용 → 파워스트로크 발생 → 수축

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✅ 한 줄로 압축

칼슘이 트로포닌에 붙으면, 트로포마이오신이 액틴에서 비켜주고, 마이오신이 액틴을 잡아당길 수 있게 된다.