[근육계]근수축의 기전(그림 포함)

5. 근수축의 생화학적 기전
연결팔이 연결은 만드는 과정에서 두꺼운 필라멘트가 가는 필라멘트를 잡아서 수축력을 발생시킨다. 연결팔은 미오신 끝의 둥근 단백에 의해 구성되어 있다. 연결팔이 연결을 이루기 위해 ATP가 미오신의 머리부위에 붙어서 전하를 띠는 myosin-ATP 중간 물질을 만든다.
이 중간 물질은 적절한 액틴의 아래 단위에 결합될 수 있다. tropomyosin이 이왿� 상태에 있을 때 중간 물질은 액틴의 아래 단위에 접근하지 않는다. 근섬유가 전기적으로 흥분상태에 있을 때 근형질세망(sarcoplasmic reticulum)에서 칼슘이온이 나오고 troponinC에 결합하는데 4개의 칼슘이온이 한 개의 troponin에 결합한다. 연속해서 tropomyosin이 troponinT에 결합하여 연결팔이 troponin에 붙을 수 있는 부위를 공개한다. 이 부위는 가장 가까이에 있는 미오신의 머리 부위왿� 붙는다. 이 시점에서 두 필라멘트는 기계적으로 연결되었지만 어떤 움직임도 보이지 않는다. 머리 부위의 각도가 변하고 두 필라멘트가 미끄러질 때에 움직임이 일어난다. 이 과정에 에너지가 필요한데 ATP형태로 공급된다.
머리부위는 ATPase가 있는데 이는 미오신과 액틴이 결합시에만 활동한다. 이는 ATP를ADP왿� inorganic phosphate으로 가수분해한다. 이 과정에서 발생된 에너지의 일부가 머리 부위를 시전에서 굽히는 상태로 변화시킨다. 이러한 과정이 반복되고 가는 필라멘트가 당겨지면서 근절의 중앙 부위가 짧아진다. 굽힌 상태에서 액틴과 결합한 미오신 복합체를 rigor complex라 한다. 이는 사후경직(rigor mortis)에서 따온 말인데 사람이 죽으면 근섬유가 ATP의 서진으로 인해 이러한 형태에서 고정되기 때문이다. 그러나 건강한 근육에서는 전기적 자극이 중단되면 초과한 칼슘이온이 근형질세망(sarcoplasmic reticulum)에 재빨리 회수된다. 칼슘의 troponin에 결합없이 머리부위는 액틴에 결합된 채로 있을 수 없다. 따라서 rigor complex가 해체되고 근절이 늘어나면서 근육이 이완된다.