건강한 사람에서의 근육피로의 원인들

건강한 사람에서의 근육피로 원인

근육피로는 최대 노력에도 불구하고 운동으로 유발되는 최대 수의적 근육 힘이나 일률에서의 감소로써 정의됩니다. 건강한 사람조차도, 근육피로는 지속적인 신체적 노력의 동안이나 이후에 일어납니다. 정상적으로 근육피로는 휴식에 의해 회복되며, 만성적으로 "피곤한" 것 또는 충분한 휴식에도 불구하고 근육 약화가 지속되는 경우와는 혼동되어서는 안됩니다. 근육피로가 지속적인 신체적 노력에 대한 정상적인 반응이기는 하지만, 과도하거나 만성적인 근육피로는 정상적인 것이 아니며 신경근육 병변의 흔한 증상이 됩니다. 

 

 

 

 

건강한 사람에 있어, 근육피로는 포착하기 어려울 수 있으며 특히 최대하 수준의 노력으로 장시간의 과제를 수행하고 있는 동안 항상 관찰자에게 눈에 띄는 것도 아닙니다. 이것은 건강한 사람이 5번째까지는 50%의 최대하 노력으로 그리고 6번째는 최대(100%) 노력으로 팔꿉관절의 굽힘 수축을 반복적으로 수행하고 있다는 가정하에서, 최대힘의 50% 수준은 여전히 성공적으로 발생시킬 수 있지만 최대 노력들에 의해 생산된 힘의 크기는 점점 감소되고 있습니다. 그러나 이런 반복적인 최대하 노력의 계속된 수행은 결국 목표 수준인 50%의 이하로 근육 힘이 감소될 것입니다. 흥미 있는 것은 EMG 신호를 보았을 때, 신호의 진폭은 반복된 최대하 노력 내내 점진적으로 증가하고 있다는 것입니다. 이런 증가된 EMG 신호는 피로된 운동단위들이 중지되거나 이들의 방전율이 감소됨에 따라 부가적인 좀 더 큰 운동단위들의 동원을 반영하고 있는 것입니다. 이런 동원 전략은 비교적 안정된 힘 출력을 유지하려는 시도를 의미합니다.

 

 

 

 

이와는 대조적으로, 최대 노력에서의 지속된 근육수축은 최대 힘에서의 좀 더 빠른 감소율을 초래하게 됩니다. 이러한 경우에 있어, EMG 진폭은 근육 힘의 감소만큼 감소합니다. 이런 감소된 EMG 활동은 피로된 운동단위들의 방전률의 정지 또는 느려짐을 나타냅니다. 아마도 모든 운동단위가 최대 노력의 초기 단계 동안 활동하기 때문에, 지속된 최대하 노력의 경우에서처럼 근육 힘에서의 감소를 보상하기 위한 다른 운동단위들의 비축은 없을 것입니다.

근육피로의 크기나 발생률은 휴식-과제 주기의 시간을 포함해 과제의 수행력에 따라 달라집니다. 짧은 시간의 고강도 운동에 의해 빠르게 피로해진 근육은 단 몇 분의 휴식 후에 회복될 수 있습니다. 이와는 대조적으로, 낮은 강도의 장시간 운동으로 피로해진 근육은 힘 발생 능력을 회복하는데 훨씬 더 긴 시간이 요구됩니다. 게다가, 활성의 유형은 근육피로에 영향을 미칩니다. 반복적으로 편심활성을 수행한 근육은 같은 속도와 같은 외적인 부하 상태하에서 동심성으로 활성된 근육보다 덜 피로해지는 특성을 보입니다. 편심활성의 상대적 피로-저항 특성은 교차연결에 대해 발생된 힘이 더 크다는 것을 반영하기 때문에, 주어진 최대하 부하에 대해 운동단위들의 동원은 더 낮습니다. 그러나, 근육을 위한 일차적인 재활훈련의 도구로 편심활성을 이용했다면, 이런 유형의 활성은 익숙하지 않기 때문에 주의가 요구됩니다. 반복적인 편심활성 이후 경험하게 되는 지연발생근육통(delayed onset of muscle soreness, DOMS)은 동심성이나 등척성 이후보다 더 심한 증상을 보입니다. DOMS는 한 차례의 운동 이후 24~72시간에서 최고의 증상을 보이는데 근섬유 안과 주변에 있는 뼈대에 대한 손상과 근육원섬유마디의 붕괴로 유발됩니다. 

 

 

 

 

피로의 원인을 설명하기 위한 기전

피로의 정확한 원인을 설명하기 위한 몇 가지 기전들이 있습니다. 이러한 기전들은 운동겉질(motor cortex)의 활성과 근육원섬유마디에 대한 내용들로 되어 있습니다. 이처럼 피로의 원인은 크게 두 가지 기전으로 설명되는데 한 가지는 근육이나 신경근육이음부에서 발생하는 기전입니다(흔히 근육 또는 말초기전이라 함). 또 다른 기전들은 신경계통에서 일어난다(흔히 신경 또는 중추기전이라 함). 근육기전과 신경기전의 구분은 항상 명확한 것은 아닙니다. 예로 근육 내의 어떤 감각신경세포는 피로와 연관된 국소 대사산물에 반응합니다. 피로해지고 있는 근육에서의 이런 신경세포들의 활성은 관계된 운동신경세포들의 방전률을 억제시켜, 역설적이게도 피로된 근육의 힘 출력을 좀 더 감소시킵니다. 이러한 점에서, 피로해지는 근육에서의 힘 상실에 대한 원인은 근육기전 둘 다에 의해 부분적으로 설명될 수 있습니다. 

건강한 사람에게서, 피로에 대한 많은 기전은 근육 자체와 연관됩니다. 이러한 기전들은 전기적 자극에 의해 생산된 근육 힘에서의 감소를 측정함으로써 연구될 수 있는데, 이러한 방법은 중추신경계통과 수의적 노력과는 무관합니다. 이러한 검사들과 그 외의 다른 검사들은 몇몇의 근육기전이 피로의 원인이 될 것이라고 제시 하고 있습니다.

피로의 몇몇 기전들은 신경계통 즉, 신경근육이음부의 몸쪽 영역이 연루된다고 제안되어 왔습니다. 이러한 신경기전들은 척추위중추(supraspinal center)로의 감소된 흥분성 입력 또는 알파운동신경세포들로의 흥분성 입력에서의 최종적 감소가 연루됩니다. 결과적으로, 건강한 사람에게서의 운동신경세포집단의 홀성이 감소되어 근육 힘은 저하됩니다. 다발경화증과 같은 신경계통의 질환을 가진 사람들은 중추성 신경자극의 전도가 지연되거나 차단되기 때문에 건강한 사람보다 훨씬 더 큰 근육피로를 경험하게 됩니다. 

 

 

 

 

결론적으로, 근육피로를 좀 더 이해하기 위해서는 더 많은 연구가 요구됩니다. 근육피로에 대한 영역으로 명확히 한다면 기본적인 병리적 과정이 어디에서 기인하든지 간에 환자의 신체적 노력을 포함한 모든 재활 절차를 실제적으로 수행할 때 도움이 될 것입니다.