1. 근육 수축의 종류와 특징
근육의 수축은 동심수축, 등척수축, 편심수축의 3가지 종류로 분류할 수 있습니다. 걷기, 높이뛰기 등 대부분의 신체활동에서 근육의 협응이 일어나기 위해서는 3종류의 수축이 모두 필요합니다. 근육의 기본적인 작용인 동심수축은 근육이 장력을 발생하면서 길이가 짧아지는 경우를 말합니다. 어떤 물건을 들 때 물건의 하중보다 근육이 발생시키는 장력이 더 클 때에는 동심수축이 일어납니다. 예를 들어 가벼운 아령을 들 때 상완 이두근의 수축은 동심수축에 해당합니다. 동심수축에서는 2종류의 필라멘트 사이에 연결다리가 형성된 후 가는 필라멘트가 근섬유분절의 중심부 방향으로 끌어당겨집니다. 이 경우 근육에 연결된 관절이 움직이기 때문에 동심수축은 동적 수축에 해당합니다. 간혹 근육이 장력은 발생하지만 길이가 변하지 않는 경우도 있습니다. 이를 등척수축(제길이수축)이라 부릅니다. 팔꿈치 관절을 움직이지 않고 무거운 물건을 들고 있을 때에는, 미오신 연결다리도 형성되고 힘은 발생되지만 외부의 힘(예:물건의 무게)이 너무 크기 때문에 가는 필라멘트가 근섬유분절의 중심부 쪽으로 움직이지 못합니다. 따라서 가는 필라멘트는 원래의 위치에 머물고 근육은 짧아지지 않습니다. 즉, 근육은 긴장하지만 그 길이는 달라지지 않고 관절의 움직임이 일어나지 않는 것입니다. 마지막으로 근육이 힘을 만들어 내면서 동시에 길이가 길어질 수도 있습니다. 이를 편심수축이라 하는데, 근육이 발생하는 장력보다 더 큰 부하가 근육에 가해질 때 발생합니다. 예를 들어 팔꿈치를 펴면서 무거운 물건을 내려놓을 때 상완 굴곡근은 힘을 발생하지만 가는 필라멘트는 근섬유분절 중심부로부터 멀어지며 근육의 길이가 길어집니다. 이 경우 근섬유가 길어지는 것은 근육 수축 단백질의 능동적인 움직임이 아니라 근육에 가해지는 외부 하중 때문입니다. 이 역시 관절의 움직임이 병행되므로 동적 수축에 해당합니다.
2. 힘의 세기를 결정하는 요소
근육이 발생하는 힘의 세기는 동원되는 운동단위의 숫자와 종류, 각 운동단위에 가해지는 자극의 빈도, 근섬유와 근섬유분절의 길이 등에 의해 결정됩니다. 더 많은 운동단위가 활성화될수록 더 많은 장력이 발생합니다. 한편 운동단위의 종류도 힘의 세기에 영향을 미칩니다. 골격근의 근섬유는 제1형(완속)과 제2형(신속)으로 나눌 수 있는데, 근섬유의 종류는 그것을 신경지배하고 있는 알파운동뉴런에 의해 결정됩니다. 제2형 운동단위의 알파운동뉴런은 제1형에 비해 더 많은 수의 근섬유를 신경지배하므로, 제2형 운동단위가 활성화되면 더 많은 수의 근섬유가 수축하여 더 큰 힘을 발생시킵니다. 신체활동의 강도가 낮을 때에는 적은 숫자의 운동단위가 동원되고 큰 힘이 필요할수록 더 많은 운동단위가 활성화됩니다. 또한 적은 힘을 필요로 하는 활동 시에는 주로 제1형 운동단위가 동원되다가 필요한 힘의 세기가 커질수록 제2형 운동단위의 활성화가 증가합니다. 하나의 운동단위는 자극의 빈도에 따라 다양한 크기의 힘을 발생할 수 있습니다. 단일 전기자극에 대한 근섬유의 반응을 단일수축이라고 합니다. 근육이 단일수축 후 이완하기 전에 또 다른 자극이 가해지면 더 큰 장력을 발생시키는데 이 현상을 누적이라고 합니다. 빠른 빈도로 계속 자극을 가하는 경우 근육이 이완되지 않고 수축을 지속하는 강축 상태에 도달합니다. 이때 근육은 최대 장력을 발생하며 이 상태에서는 자극을 더 받아도 장력이 증가하지 않습니다. 큰 힘을 발휘하려면 굵은 필라멘트와 가는 필라멘트가 적절하게 겹쳐져 있어야 합니다. 즉, 근섬유분절 혹은 근섬유의 길이가 적당해야 합니다. 근섬유분절이 너무 심하게 연장되어 있거나 혹은 너무 단축되어 있을 때에는 연결다리 형성이 원활하지 않으므로 큰 장력이 발생되지 않습니다.
3. 다리에 쥐가 났을 때 대처방법
쥐는 근육경련, 특히 다리에 생기는 경련을 의미합니다. 경련이 일어나면 근육은 불수의적으로 수축하고 이완을 하지 않습니다. 근육경련은 무리한 운동으로 근육을 혹사했거나 부상당했을 때 잘 생깁니다. 탈수된 상태에서 운동을 하거나 칼륨 혹은 칼슘 같은 무기질이 부족할 때에도 잘 발생합니다. 또한 근육을 조절하는 신경이 자극받는 경우에도 경련이 생깁니다. 예를 들어 탈출 추간판이 척추신경을 자극하면 하지에 통증과 경련이 발생합니다. 종아리의 경련은 수영할 때나 잠자고 있는 동안에 잘 생기고 넓적다리의 경련은 달리기 할 때 자주 발생합니다. 목에 일어나는 경련은 스트레스의 주요 증상입니다. 경련이 발생하면 하던 일을 멈추고 스트레칭을 하거나 마사지를 받습니다. 따뜻한 찜질을 하면 근육을 이완시키는데 도움이 됩니다. 그러나 일단 통증이 진정되면 얼음찜질이 더 나을 수도 있습니다. 근육 통증이 지속되면 비스테로이드성 소염제가 도움이 되며, 심한 통증의 경우에는 항경련제 처방이 필요합니다. 신경 문제가 원인인 경우 물리치료나 수술이 필요할 수도 있습니다. 운동 시 일어나는 경련의 가장 흔한 원인은 탈수입니다. 종종 물이나 스포츠 음료를 마시면 경련이 완화되기도 합니다. 그러나 물만으로는 충분치 않고 무기질을 보충할 수 있는 소금이나 스포츠 음료가 필요합니다. 이와 같은 근육경련을 예방하려면 스트레칭을 하여 유연성을 기르는 것이 좋습니다. 그리고 무리한 운동을 하지 않고, 운동하는 동안에는 충분한 수분과 칼륨(예:오렌지주스, 바나나 등)을 섭취하도록 합니다.