체육관, 헬스클럽에서 훈련을 따로 해왔던 사람들이라면 물론 지방을 없애려고도 하겠지만 근육을 만들기 위해 많은 노력을 기울일 것입니다. 그리고 흘리는 땀만큼이나 기본적 이론 정립은 필요합니다.

근성장에 관한 기본적 이론 요약

이 글은 많은 사람들의 관심인 근육, 특별히 근육이 어떻게 성장하게 되는지에 대한 기본적 이론을 제공하기 위해 준비되었습니다. 근성장에 영향을 미칠 수 있는 여러 가지 요소들 중 호로몬과 휴식을 살펴볼 것입니다. 호르몬과 휴식에 대해 설명하기 전에 이 포스트에서는 근성장의 생리학과 근성장 메커니즘을 중점적으로 다루게 될 것입니다.

여러 가지 다른 종류의 근육이 우리 몸에 있지만 이 글의 초점은 골격근에 있습니다. 간단하게나마 골격근의 구조에 대해 부연설명을 하자면 골격근은 근섬유 다발로 구성돼 있으며, 근섬유 다발은 많은 근섬유들로 구성되어있습니다. 그리고 단일 근섬유 안에는 실같이 가는 긴 수많은 근원섬유들로 이루어져 있으며, 이 근원섬유는 근절과 함께 근육 수축의 기본 구성단위가 됩니다 (골격근의 기본 구조와 설명을 위해 밑의 그림을 참조하십시오).

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근소포체라고 불리는 세포의 일부에서 운동 신경 세포가 야기되며, 골격근들이 이 운동 신경 세포로부터 신호를 받게 될 때 체내의 650 골격근들이 수축하게 됩니다. 운동 신경 세포가 근육이 수축하도록 신호를 보낼 때, 그 신호가 근육을 수축하게 만드는 과정이 수월하면 수월할수록 근육의 강도가 올라가게 됩니다.

비근육질의 파워리프터들의 엄청난 괴력은 도대체 어디서?

파워리프터들이 별로 근육질이 아님에도 불구하고 무거운 중량을 들어 올릴수 있는 이유는 바로 운동 신경 세포를 활성화시키고 근육을 더 잘 수축시킬 수 있는 능력 때문입니다. 이 이유 때문에 바디빌더에 비해 파워리프터는 체격이 더 작음에도 불구하고 훨씬 더 높은 중량을 들어 올릴 수 있는 것입니다.

운동 단위가 동원되는 현상 역시 왜 훈련 후에 몇 동작들은 실행하기가 더 쉬워지는지를 이유를 설명해 줍니다. 근육 성장이 근육의 힘이 증가한 초기 기간 후에는 꾸준하게 증가하는 이유는 근육을 좀 더 쉽게 활성화할 수 있기 때문입니다.

근성장의 생리학

운동 후 신체는 세포 과정을 통해 손상된 근섬유를 회복시키거나 새로운 근섬유로 대체시킵니다. 세포 과정이란 근섬유를 사용하여 새로운 근육 단백질 가닥이나 근원섬유를 생성하는 과정을 말합니다.  이때, 회복된 근원섬유는 더 굵어지고 숫자도 증가하여서 근비대 곧 근성장을 일으킵니다.

근육 단백질 합성 속도가 근육 단백질 분해 속도보다 빠를 때에 근성장은 일어납니다. 하지만 사실 이 과정은 훈련할 때 일어나지 않고 휴식을 취할 때 나타납니다.

근성장에 있어 위성 세포의 중요한 역할

그러니 어떻게 근육 세포 (Muscle Cells)에 근육을 추가할 수 있을까요? 위성 세포(Satellite Cells)의 역할이 이때 중요한데 마치 근육의 줄기세포(Stem Cells)처럼 작용합니다. 활성화될 시 위성 세포는 근 세포에 핵(nuclei)을 더하는데 도움을 주며, 근육세포인 근원섬유 (Myofibrils) 성장에 직접적인 도움을 줍니다. 유전자가 우월한 이들은 근육을 쉽게 키우고 그러지 못한 이들은 근육을 키우는데 많은 노력이 필요한 이유는 이 위성 세포 활성화 때문일 수가 있습니다.

흥미로운 실험 결과

최근 5년간 가장 흥미로운 연구결과 중 하나에 따르면 운동을 통해 무려 57%의 근비대가 일어나 근성장에 제일 좋은 반응을 보여준 실험 대상자들은 23%의 위성 세포 활성화를 보여주었다고 합니다. 반면 28%의 근비대로 보통 정도의 반응을 보여준 실험 대상자들은 19%의 위성 세포 활성화를 보여주었습니다. 이 실험 중에 가장 흥미로웠던 점은 0%의 근성장으로써 운동에 대한 무반응이 있었던 실험 대상자들은  0%의 위성 세포 활성화를 보여주었다고 합니다. 위성 세포 활성화와 근성장에는 긴밀한 관계가 있는 것이 사실입니다.

그러니, 우리의 관심사는 자연히 근성장을 유도하기 위해 이 위성 세포를 어떻게 활성화시킬지에 관한 것입니다.

근성장을 일으키는 다음의 3가지 메커니즘은 바로 위성 세포 활성화에 깊은 관련이 있습니다.

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근육을 성장시키는 3가지 메커니즘

자연스러운 근육 성장은 근육에 계속해서 자극을 줄 수 있는지의 여부에 달려 있습니다. 근성장에 있어서 자극은 매우 중요한 요소이며 신체의 항상성 (항상성: 여러 가지 환경 변화에 대응하며 일정한 상태를 유지하려는 성질 또는 현상)을 방해합니다. 자극과 또 항상성을 방해하는 혼란은 근성장을 일으키는 원동력에 세 가지 메커니즘을 야기합니다.

근성장 메커니즘 #1: 근긴장

근성장을 이루기 위해 신체나 근육은 그간 적응한 것보다 더 큰 자극이 필요로 합니다. 이런 자극은 좀 더 무거운 웨이트로 훈련할 때 주어지는 것이 보통입니다. 근육에 가해지는 추가적 긴장은 근육에 화학적 변화를 일으키며, 성장을 이끄는 요인인 mTOR 활성화와 특히 위성 세포 활성화를 가능케 합니다. 근긴장은 운동 단위가 근육 세포들과 맺고 있는 연결에 큰 영향을 끼치게 됩니다.

근긴장을 통한 머슬 빌딩에 대해 좀 더 읽어보기 원한다면 다음 글을 참고할 수 있습니다.

근육 긴장을 통한 머슬 빌딩

다른 두 매커니즘은 왜 어떤 사람들은 다른 사람들만큼 크지는 않아도 힘이 좋은지를 설명해줍니다.

근성장 메커니즘 #2: 근손상

운동 후 근육통을 느껴본 적이 있다면 부분적 근손상을 경험해 본 것입니다. 부분적인 근손상은 염증성 분자들과 면역계 세포들을 분비시켜 위성 세포로 하여금 활성화시킵니다 . 꼭 근육통을 느껴야 근손상으로 인한 위성 세포 활성화 과정이 발생하는 것은 아닙니다. 하지만 운동으로부터 오는 근손상이 근세포 안에 있을 땐 활성화가 일어나게 되어있습니다. 일반적으로 다른 메커니즘에 의해 근육통은 약화됩니다.

근육 손상을 통한 머슬 빌딩

근성장 매커니즘 #3: 대사 스트레스

헬스장에서 운동시 펌핑이나 버닝을 경험해 보았다면 대사 스트레스의 효과를 느낀 것입니다. 과학자들은 보디빌더들이 근육이 커지는데 왜 핌핑이 도움을 주는지에 대해 의문점을 가졌습니다. 그리고 리서치를 통해 알아낸 것이 있었습니다.

대사 스트레스는 근육 주위의 세포가 부풀도록 하여 근세포의 크기를 키우지 않으면서도 근성장을 이루어냅니다.  이는 근글리코겐이 더해짐으로 인해 일어나는 현상으로써, 결체조직 성장과 함께 근육이 부풀어 오르는 것을 돕게 됩니다.