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운동과 스포츠생리학(운동생리학특강)

운동생리학특강(2015.09.16.)운동과 스포츠생리학제1장. 근육과 움직임발표자 : D20150902 장보원※ 평활근(불수의근) - 대부분 내장기관의 벽 내※ 심장근(불수의근) - 심장 구조의 대부분을 구성※ 골격근(수의근) - 삼각근, 흉근, 이두근 등 인체에는 600개 이상의 골격근이 존재골격근의 구조와 기능근섬유(muscle fiber)근외막 근육 외부와 연결하는 결합조직 덮개근속 근외막 내부의 섬유다발, 근상막으로 둘러싸임.근섬유 개개의 근육세포, 근내막으로 둘러싸임. 가장 긴 근섬유는 12cm근초(sarcolemma) - 원형질막으로 둘러싸고 있는 부분근형질(sarcoplasm) - 근원섬유 사이의 젤라틴과 같은 물질로 채워져 있는 공간, 용해된 단백질, 미네랄, 글리코겐, 지방 및 필수 세포 소기관을 포함횡근관 근섬유의 외부에서 내부로 향하는 통로로써 세포내로 물질장이 운반되는 경로. 신경자극을 근원섬유로 신속하게 전달되도록 함.근형질세망(sarcoplasmin reticulum) - 세관의 종적 연결망. 근수축에 필수적인 칼슘의 저장소근원섬유(myofiberill)무늬 횡문근, 어두운 부분인 A대와 밝은 부분인 I대 교대로 나타남.근절(sarcomere) - 근원섬유의 기본적인 기능적 단위, 각 근원섬유는 Z선 끝에서 끝으로 연결되는 다수의 근절로 이루어짐.대략 3,000개의 액틴과 1,500개의 마이오신이 각 근원섬유 내에 나란히 존재근섬유 작용운동단위는 하나의 운동신경과 연결된 모든 근섬유로 이루어짐.운동자극 대뇌 및 척수로부터의 운동신경자극에 의해서 일어남. 신경자극이 근초 부위의 축삭종말(axon terminal)에 도달하며 아세틸콜린(acetylcholine)이 분비되면 소디움(sodium)이 유입칼슘의 역할 근형질세망의 칼슘이온이 방출되면서 액틴 근세사 위에 있는 트로포닌과 결합하여 수축과정이 시작근육활동을 위한 에너지 마이오신 분자는 근육의 움직임을 발생시키기 위해 ATP(adenosine triphosphate)와 함께 결합. 마이T 및 ST 섬유가 생성하는 힘은 동일하지만 FT 섬유에서 산출된 파워는 ST 섬유의 3-5배-> FT 섬유의 높은 비율을 가진 선수가 우수한 스프린터가 될 수 있는지 부분적으로 설명운동단위(motor unit)신경 섬유는 근섬유가 ST 인지 FT 인지 판명ST 섬유 운동단위의 운동신경은 작은 세포체이고 10-180개의 근섬유들을 지배하여 활성화FT 섬유 운동 단위는 더 큰 세포체이며 더 많은 축삭이 있고 300-800개의 근섬유를 지배하여 활성화시킴.따라서 FT 운동단위의 근섬유는 더 빠르게 최대 긴장에 이르고 상대적으로 ST 섬유보다 더 큰 힘을 발생근섬유 형태에 따른 분포상태 사람의 팔과 다리근육은 근섬유 구성 비율이 비슷근섬유 형태와 운동ST 섬유높은 수준의 유산소성 지구력을 지님.탄수화물과 지방의 산화로부터 ATP 생성을 매우 효과적으로 수행.ATP 생성을 계속적으로 수행하며 근육의 활동이 지속적으로 일어날 수 있게 함.FT 섬유낮은 수준의 유산소성 지구력을 지님.무산소적인 운동시에 적합무산소성 과정을 통하여 ATP가 생성되고 산화는 일어나지 않음.FTa 운동단위는 ST 운동단위보다 더 강한 힘이 발생되지만 지구력의 제한성 때문에 피로가 더 쉽게 발생(1마일 달리기, 400m 수영과 같은 고강도에서 실시하는 지구성 운동에 이용)FTb 섬유는 신경계에 의하여 쉽게 활성화되지 않음.(일상적 저강도의 활동에서 사용되기 보다는 100m 달리기와 50m 경영과 같은 높은 폭발력을 발휘하는 운동에서 우선적으로 이용)근섬유 형태의 결정생명의 초기단계에서 결정. 부모로부터 물려받은 유전자는 어느 운동신경이 개별적인 근섬유를 지배하는가를 결정따라서 트레이닝은 아마도 10%이하 범위에서 약간의 변화를 나타낼 수 있음. 즉 지구성 트레이닝은 FTa의 증가 및 FTb 비율의 감소를 나타낼 수 있음.근섬유의 동원 - 운동신경이 근섬유를 자극할 때 반응을 유도하는 자극의 최소량을 역치(threshold)라고 하는데 어떤 자극이 역치와 같거나 초과하면 근섬유 내에서 최대의 움직- 주동근의 작용을 도움. 움직임의 작용을 정밀하게 조절하도록 도와줌.근육활동의 종류단축성(concentric) 운동 근육의 기본적인 작용인 짧아짐. 액틴 근세사가 서로 가까워지도록 당겨짐. 동적운동정적(static) 운동 움직임없이 작용. 근육은 힘을 발휘하지만 그 길이는 변화하지 않음.신장성(eccentric) 운동 근육이 길어지면서 힘을 발휘. 관절의 움직임이 발생하기 때문에 동적인 운동에 포함.힘의 생성운동단위와 근육의 크기 FT 운동단위는 각각의 FT 단위가 ST 단위보다 더 많은 근섬유를 가졌기 때문에 ST 운동단위보다 더 강한 힘을 발휘근육의 길이근육과 결합조직(근막과 건)은 탄성적 속성을 지님.조직의 길이가 늘려지면 이러한 탄성의 결과로 에너지가 축적.이어지는 근육활동 동안 이러한 저장된 에너지가 방출되면서 힘의 크기가 증가근육활동 전 길이가 20% 늘려진다면 힘의 발휘가 최대화관절의 각 - 근육은 골격 지렛대를 통하여 힘을 발휘하기 때문에 근육-도르레(muscle-pulley)와 뼈-지렛대(bone-lever)의 신체적 정렬상태를 이해하는 것은 움직임을 이해하는데 중요운동의 속도 힘을 발휘하기 위한 능력은 근육운동의 속도에 의존단축성(짧아짐) 운동 중 최대 힘의 생성정도는 더 높은 속도에서 점차적으로 감소신전성 운동은 반대제2장. 움직임에 대한 신경계의 조절신경계의 개요신경계의 전체적인 구조는 중추신경계와 말초신경계의 두 부분으로 구성중추신경계는 뇌와 척수로 구성말초신경계는 감각 신경계(구심성 신경계)와 운동신경계(원심성 신경계)로 구성감각 신경계는 신체의 안팎이 되는 중추신경계의 통지를 담당운동신경계는 감각신경계로부터 들어오는 신호에 대한 반응, 중추 신경계로부터 다양한 신체의 부분까지 정보를 보내는 것 담당운동신경계는 자율신경계와 체성신경계의 두 부분으로 구성신경계의 구조와 기능신경세포(뉴런, neuron)세포체(cell body), 수상돌기(dendrites), 축삭(axon) 세 부분으로 구성축삭의 끝부분은 축삭종말로 신경전달물질이 담긴적불응기(relalive refractory period) - Na 출입문이 닫히고 K 출입문이 열리면, 재분극이 일어나면서 축삭의 일부분은 활동전위를 재현하기 위해서 실질적으로 거대한 크기의 새로운 자극에 반응활동전위의 전달수초뉴런의 축삭은 지방 성분의 절연체 기능을 하는 미엘린에 의해 덮개로 둘러싸여 수초화수초는 슈반세포(schwann cell)라고 불리는 분화된 세포로 형성랑비어마디(nodes of Ranvier)슈반세포들 사이에 수초에 의해 싸여 있지 않은 간격활동전위가 유수섬유를 가로질러 하나의 마디에서 다음 마디로 전달(100m/s, 무수섬유에서보다 5-150배 빠른 전도형태) -> 도약전도(saltatory conduction)뉴런의 직경신경자극 전달의 속도는 뉴런의 크기에 의해 결정큰 직경의 뉴런은 작은 직경의 뉴런보다 신경자극을 더 빠르게 전달 -> 국소전류에 대한 저항이 적기 때문속근 운동단위는 큰 운동 뉴런을 가지고 지근운동단위는 작은 운동뉴런을 가짐.시냅스(신경연접, synapse)하나의 뉴런에서 또 다른 뉴런으로의 자극 전달의 장소시냅스전 뉴런 시냅스를 가로질러 자극을 보내는 뉴런시냅스후 뉴런 시냅스 반대편으로부터 자극을 받는 뉴런축삭말단과 시냅스후 수용기는 물리적으로 서로 접촉하지 않고, 시냅스 틈새라고 하는 좁은 간격으로 분리시냅스전 뉴런의 축삭말단에서 시냅스후 뉴런의 수상돌기라고 하는 스냅스후 수용기 방향으로 시냅스를 통해 전달축삭의 시냅스전 말단은 시냅스 소포라고 불리는 수 많은 주머니 모양의 구조물을 갖음.이들 주머니에 신경전달 물질들을 함유하고 자극이 시냅스전 말단에 이르게 되면 시냅스 소포들은 시냅스 틈새로 신경전달 물질들을 분비이 신경전달 물질들이 시냅스 틈새로 퍼지고 시냅스후 뉴런의 수용이가 전달하여 결합신경근접합부(neuromuscular junction)운동뉴런은 신경근접합부라고 알려져 있는 근섬유를 통해 상호 교류신경전달 물질을 분비하는 운동 뉴런의 축삭말단을 가지고 시작하는 것은 시냅스와 동일신경근접합부에서는 근육의 중요한 타당성을 가짐.IPSP 는 정상적인 상황에서 근육-힘줄-뼈의 결합체를 보호중추신경계뇌(brain)대뇌(cerebrum)왼쪽, 오른쪽 대뇌 반구로 구성두 개의 반구 사이에 상호 교류를 가능하게 하는 뇌량이라고 하는 섬유다발로 연결대뇌피질은 대뇌반구의 바깥 부분을 형성, 마음과 지성의 부위회백질, 인식능력을 소유(사고, 자극인식, 운동을 자발적으로 조절)4개의 외배엽과 중심섬으로 구성전두엽 : 일반지능과 운동 조절측두엽 : 청각 입력과 해석두정엽 : 일반 감각 입력과 해석후두엽 : 시각입력과 해석간뇌(diencephalon)시상과 시상하부로 구성시상 냄새를 제외한 모든 감각 입력이 시상으로 들어와 다른 부위로 다시 이동시상하부 신체내부 환경에 영향을 끼치는 거의 모든 과정을 조절함으로써 항상성 유지신경중추의 조절 내용자율신경계(혈압, 심박수, 심수축성, 호흡, 소화 등을 조절)체온, 체액균형, 내분비 신경조절, 감정, 갈증, 음식섭취, 수면주기소뇌뇌간 뒷부분에 위치협응적인 운동기능의 결정적인 역할 담당뇌간(brainstem)중뇌(midbrain), 교(pons), 연수(medulla oblongata)로 구성뇌와 척수를 연결하는 뇌의 줄기호흡과 심혈관계를 조절하는 주요 자율신경계의 조절중추를 포함역할골격근 기능의 조정근 긴장의 유지심혈관과 호흡계의 조절의식상태의 판단(각성과 수면)척수(spinal cord)신경자극의 두 가지의 경로를 허용하는 신경섬유의 통로로 구성감각(구심성) 섬유는 근육이나 관절과 같은 감각 수용체로부터 신경 신호를 중추신경계의 상위수준으로 이동뇌나 상위척수로부터의 운동(원심성) 섬유는 기관의 끝(근육, 선)으로 이동말초신경계(43개의 신경 포함 - 12쌍의 뇌신경과 31쌍의 척수신경)감각신경계기본적인 형태의 5가지 수용기로부터 정보를 받아들임.압력, 접촉 또는 늘어남과 같은 기계적인 힘에 반응하는 기계적 수용기(mechanoreceptors)온도 변화에 반응하는 온도수용기(thermoreceptors)통증 자극에 반응하는 통각수용기당

예체능| 2015.11.25| 9페이지| 1,500원| 조회(429)

운동생리학, 운동과 스포츠생리학, 근육과 움직임

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