감소된 사용, 그리고 노화에 따른 근육에서의 변화들

감소된 사용에 따른 근육에서의 변화들

외상에 의해 어떤 사람의 팔다리나 관절이 몇 주 동안 단단히 고정된다면, 관계된 근육의 사용은 감소하게 될 것입니다. 근육 사용이 감소되는(또는 불용, disuse) 기간이 발생하는 또 다른 원인으로는 질병에 의해 침상 생활을 하게 되는 경우도 있을 것입니다. 이런 감소된 근육 활동의 기간들에 의해 심지어 단지 몇 주 정도의 비활동에 의해서도 위축(atrophy)이 유발되며 근력에서의 뚜렷한 감소가 발생하기도 합니다. 근력에서의 상실은 첫 몇 주에서는 하루에 3~6%까지 발생할 수 있습니다. 단지 10일 정도의 고정 이후에, 건강한 사람은 초기 1RM 근력의 40%까지의 감소를 경험하게 됩니다. 고정 이후의 감소된 근력은 대개 근육 위축의 2배나 됩니다. 즉, 섬유의 가로단면적에서의 20% 감소는 근력에서의 40% 감소와 연관 있습니다. 이런 비교적 초기의 변화들은 근육의 수축단백질에서의 상실 외에도 감소된 근력에 대한 어떤 신경학적 원인을 제안합니다. 

 

 

 

 

만성적으로 고정된 팔다리에 있는 모든 유형의 근섬유에서 단백질 합성이 감소하며, 특히 느린 단일수축 근섬유들에서 현저하게 나타납니다. 느린 단일수축 근섬유들은 대부분의 일상적인 활동들에서 자주 사용되기 때문에, 팔다리가 고정되게 되면 빠른 단일수축 근섬유들보다 상대적으로 더 큰 불용을 당하게 됩니다. 결과적으로, 고정된 팔다리의 근육들은 빠른 단일수축섬유 특성으로 상대적 변형을 하게 되고, 이러한 이동은 고정 시작 후 3주 정도에서 일어날 수 있습니다.

팔다리의 고정 이후의 신경근육의 적응의 정도는 몇 가지 인자들에 따라 달라집니다. 근력의 상실은 근육이 짧은 위치로 유지될 때 더 크게 나타납니다. 짧아진 길이 상태에서 고정되어 근섬유들의 느슨함이 커질수록 특히 수축단백질에서의 분해는 촉진될 것입니다. 게다가, 항중력 그리고 한 관절(single-joint) 근육들은 만성적으로 고정된 팔다리의 다른 근육들보다 더 빠르게 위축을 보입니다. 이러한 근육들에는 가자미근, 안쪽넓은근(vastus medialis), 중간넓은근육(vastus lateralis), 그리고 뭇갈래근이 있습니다. 다리에 있어, 무릎 폄근육들은 일반적으로 무릎 굽힘근육들(뒤넙다리근)보다 더 큰 무용성 위축과 상대적인 근력에서의 상실을 보입니다. 네갈래근에서의 불사용 위축에 대한 경향은 의자, 침대, 또는 변기로의 그리고 이러한 곳으로부터의 이동과정에서와 같이 부분적으로 무릎이 굽힘되어 안정성이 요구되는 경우에 영향을 미치게 됩니다.

저항운동은 팔다리의 만성적 고정으로 일어나는 많은 변화를 완화시키거나 역전시킬 수 있습니다. 편심성 활동이 포함된 근력강화 프로그램은 근력과 섬유 크기에서의 가장 큰 증가를 얻을 수 있습니다. 작은 운동단위들과 연관된 섬유들은 위축이 쉽게 오기 때문에, 운동프로그램을 계획하는데 있어 이러한 근섬유들이 목표가 될 수 있도록 낮은 강도의 장시간 근육활성을 초기에 적용해야 합니다.

 

 

 

 

노화에 따른 근육에서의 변화들

건강한 사람조차도, 나이가 들어감에 따라 근력, 일률, 그리고 근수축의 속도에서 감소가 나타나게 됩니다. 이러한 변화들이 포착되기가 어려울 수는 있지만, 매우 나이 든 노인들에 있어서는 명확하게 나타날 것이며 측정 가능할 것입니다. 노인들의 경우, 근육수축속도의 상실이 비교적 빠르게 나타나기 때문에, 최대 힘의 상실이 단독으로 일어나는 것보다 일률(힘x속도)에서 더 큰 상실을 보여줍니다.

이러한 변화들은 매우 다양하지만, 건강한 노인에 있어 60세 이후의 최대 근력은 매 10년마다 약 10%의 감소를 보이는데, 75세 이후에는 더욱 빠르게 감소합니다. 근력의 상실은 일반적으로 팔과 비교했을 때 네갈래근과 같은 다리의 근육에서 좀 더 두드러지게 일어납니다. 다리에서의 약화가 두드러지게 나타난다면, 안전하게 걷기나 의자에서 일어나기와 같은 독립적인 생활에 필요한 기능들을 방해받을 수 있습니다. 이런 나이와 관계된 근력에서의 감소는 앉아서 생활하거나 병리가 있는 노인들에게서는 좀 더 빨리 나타날 수 있습니다.

건강한 노인의 감소된 근력에 대한 일차적인 원인은 노화에 따른 근육조직에서의 상실로 정의되는 노인성 근육감소증(senile sarcopenia)이 있습니다. 근육감소증은 근육조직에서의 두드러진 상실을 보이며 과도한 양의 결합조직과 근육내지방의 침착을 보입니다. 노인성 근육감소증의 원인은 완전히 이해되고 있지는 않지만 노화의 정상적 생리학적 과정[계획된 세포죽음인 세포자멸사(apoptosis)와 같이] 또는 신체활동, 영양, 그리고 호르몬 수치에서의 변화와 연관 있는 것으로 알려져 있습니다. 

 

 

 

 

근육감소증은 근섬유들에서의 크기 감소(위축)는 물론이고 섬유의 실제적 숫자에서도 감소가 일어납니다. 섬유들 수의 상실은 관계된 운동단위들의 점진적 붕괴에 의한 것입니다. 근육 생검을 사용한 초기의 연구들에서, 노인들은 유형II(빠른 단일수축)에서의 선택적 상실이 있다고 제안하였습니다. 그러나, 좀 더 최근의 연구에서 건강한 노인에게서는 유형II와 유형I의 비율이 대개 유지된다고 지적하고 있습니다. 그러나, 유형II(빠른) 근섬유들의 위축이 더 크기 때문에, 노인의 뼈대근육은 젊은 성인에 비해 유형I(느린 단일수축)의 비율이 상대적으로 더 크게 나타납니다. 이러한 현상은 젊은 성인의 염색된 근섬유들의 가로단면적을 노인의 것과 비교해보면 명확히 알 수 있습니다. 젊은 성인과 노인의 근섬유들은 유사한 섬유 유형화 기법을 사용하여 염색되는데, 유형I(느린 단일수축) 근섬유들은 밝게 염색되고 유형II(빠른 단일수축) 근섬유들은 어둡게 염색됩니다. 연구에 따르면 노인 근육의 가로단면적은 모든 섬유가 젊은 근육에 비해 작은데, 특히 유형II(빠른 단일수축) 근섬유들에서 그러합니다. 전형적인 가장 최근의 소견은 아니지만 노인에게서 얻어진 근육 샘플은 젊은 성인의 샘플에서 얻어진 것보다 유형I(느린 단일수축)의 비례수가 더 큽니다. 좀 더 흔하게 발생하는 것은 남아 있는 유형II 근섬유들의 더 큰 위축(감소된 크기)에 따른 유형 I과 유형 II의 비례적 상실입니다. 이러한 결과는 젊은 성인과 비교했을 때 노인게서의 유형 I 근섬유들의 비례적 면적에서의 증가를 초래하고, 이것은 노인의 근육이 힘이나 파워는 떨어지지만 좀 더 오래 수축하고 이완할 수 있는지를 부분적으로 설명해 줍니다. 좀 더 앉아서 생활하는 생활방식은 근육 형태에서의 이러한 변화를 가속시키지만, 활동적인 노인들은 다양한 정도의 이러한 변화를 경험하게 될 것입니다. 

 

 

 

 

노인의 근육감소증은 근력과 일률 생산에서의 감소를 모두 설명할 수는 없지만 어느 정도는 설명 가능합니다. 최대 노력 힘의 감소는 또한 이용 가능한 근섬유들을 최대로 활성시키기 위한 신경계통의 능력 감소와 연관됩니다. 충분한 연습이 주어질 때, 어떤 노인들은 거의 젊은 성인과 비슷한 수준으로 근육을 활성화시키는 것을 배울 수 있습니다. 임상적으로, 이것은 노인들의 초기 근력 측정 동안 중요한 고려사항이 될 것입니다. 

나이와 관련된 근육 형태에서의 변화는 일상 과제들을 효울적으로 수행 할 수 있는 노인의 능력에 영향을 미칠 수 있습니다. 그러나 다행스럽게도, 나이 그 자체는 신경근육계통의 가소성을 갑작스럽게 변화시키지는 않습니다. 근력 훈련은 이론적으로 노인에서의 근력과 일률 모두는 아니지만 어느 정도 보상해 줄 수 있습니다. 안전하게 수행만 된다면, 저항운동은 기본적인 일상생활동작을 수행하는데 필요한 임계수준의 근력과 일률을 유지하는데 도움이 될 수 있습니다.