답변 내역

자극의 전달 경로를 간단하게 표현하자면 피부의 감각기 -> 감각 뉴런 -> 연합 뉴런 -> 운동 뉴런 -> 근육 순서로 전달, 정보 종합 및 처리, 반응이 일어나게 됩니다. 자극을 받아들이는 것이 감각기이며 수화기는 사람에게서 반응이 나타나는 반응기에 해당합니다.

막전위란 세포의 외부를 기준으로 측정한 세포 내부의 전위를 의미하는데요, 분극이란 자극을 받는 휴지 상태의 전위를 말하는 것이며 이때에는 세포막 기준으로 외부에 Na+이온이 많고, 내부에는 상대적으로 K+이온과 함께 음전하를 띠는 단백질이 많기 때문에 -70mV 정도의 음의 전위가 형성되어 있습니다.

흥분의 전도 과정에서 '탈분극(Depolarization)'이란 뉴런(신경세포)에 자극이 주어지면 소듐 채널이 열리면서 소듐 이온이 세포 내부로 유입되면서 일어나는 전위의 상승을 의미하며, 이때 역치 이상의 전위가 주어질 경우에는 활동전위가 발생하게 됩니다.

흥분의 전달 방향은 호르몬의 분비와는 다르게 일방향적인데요 시냅스 전 뉴런으로부터 시냅스 후 뉴런으로 일방향으로 전달되는 특징이 있습니다. 이때 시냅스 전 뉴런의 신경 말단에 도달한 흥분 신호로 인해 시냅스 소포에 들어있던 신경전달물질이 시냅스로 방출이 되면, 이 신경전달물질들이 시냅스 후 뉴런의 가지돌기에 위치한 수용체에 결합하여 신호가 지속해서 전달되는 것입니다.

신경계는 뉴런이라는 신경세포와 이를 보조해주는 신경교세포로 이루어져 있는데요, 뉴런과 다른 뉴런 사이의 접합 부위를 '시냅스'라고 합니다. 시냅스를 기준으로 시냅스 앞에 있는 뉴런은 시냅스 전 뉴런, 뒤에 있는 뉴런은 시냅스 후 뉴런이라고 부르는데요, 이때 시냅스 전 뉴런의 말단부위에는 시냅스라는 틈으로 분비할 신경전달물질들이 들어있는 소낭이 있는데 이를 '시냅스 소포'라고 하는 것입니다.

'근육 원섬유 마디'는 일명 '근절'이라고도 불리며 근육 수축의 기본 단위라고 할 수 있으며 인접한 Z선부터 다음 Z선까지의 범위를 말하는 것입니다. 골격근의 기능적 단위가 되는 근절의 길이는 수축과 이완에 따라서 달라지는데요 휴식기에는 2.5㎛지만 최대수축기에는 약 1.5㎛, 최대이완기에는 약 7.0㎛정도 됩니다.

근육의 수축과 관련하여 기본 단위는 근육원섬유 마디라고 할 수 있는데 이를 근절이라고 합니다. 이 근절은 Z선부터 인접한 Z선까지의 길이를 의미하며, 근원섬유를 옆에서 보면 각각의 근원섬유는 밝고 어두운 띠의 연속적인 배열로 구성이 되어있는데, 굵은 필라멘트와 가는 필라멘트의 겹쳐진 배열이 이러한 구조로 보이게끔 하는 것이며 밝은부분의 중앙에는 수직으로 선이 나타나는데 이를 Z선이라고 합니다.

'활주설'이란 근육의 수축이 일어나는 과정을 설명하는 가장 유력한 가설 중 한 가지인데요, 이는 액틴 섬유나 미오신 운동 단백질이 직접 자체적으로 수축하는 것이 아니라 액틴 섬유가 미오신 운동단백질 사이를 미끄러져 들어가면서 근육 원섬유의 길이가 짧아진다고 설명하는 가설입니다.

근육 수축이라는 과정은 액틴과 미오신 분자들간 미끄러짐에 의해 활주가 일어난다는 필라멘트 활주이론(활주설)로 설명이 가능한데요, 이때 I대란 액틴 필라멘트만이 존재하는 부분을 말하며 근육 수축 과정에서 이 부위는 점점 액틴 필라멘트와 미오신 필라멘트가 겹치는 과정에서 줄어들게 됩니다. H대는 미오신 필라멘트만 존재하는 부위를 말하며 이 역시 근육이 수축할 때 줄어들게 됩니다.

근육 수축에는 액틴 필라멘트와 미오신 필라멘트가 관여하는데요, 액틴 필라멘트가 미오신 필라멘트 사이로 미끄러져 들어가면서 근육 원섬유 마디의 길이가 짧아지면서 수축이 일어나게 됩니다. 이때 A대는 미오신 필라멘트의 길이와 동일하기 때문에 근육이 수축하더라도 변화하지 않습니다.