고유 수용기 - 근방추, 골지건, 관절수용기

감각정보와 반사

- 중추신경계는 내, 외부 환경의 변화에 대하여 신체의 수용기로부터 계속적인 메시지를 받는다. 이러한 수용기는 감각 기관으로 일상생활 에너지의 형태를 신경자극의 에너지 형태로 바꾸어 감각신경을 통하여 중추신경계에 정보를 전달한다.

- 전달된 중추 신경계는 여러 가지 자극을 해석하여 적절한 운동반응을 결정하게 된다. 중추 신경계의 운동명령이 운동신경을 통하여 근육에 전달되면 근육은 수축을 통하여 운동을 일으키게 된다.

- 골격근의 운동과 직접적인 관계가 있는 말초신경계는 감각신경과 운동신경으로 구분

- 감각신경은 혈관, 내장기관, 각종 감각기관, 피부, 근육과 건 등으로부터 신체 상태에 관한 감각정보를 중추신경계로 보낸다.

- 감각정보를 받아들이는 수용기는 압력과 신전과 같은 기계적수용기, 온도수용기, 통각수용기, 광각수용기, 화학수용기로 구분되며 이렇게 수용기를 통해 받아들인 감각정보는 운동의 조절에 중요한 역할을 한다. 특히, 근육, 건, 관절에 분포한 고유수용기는 운동과 관련된 직접적인 정보(관절운동의 상태, 근육의 신전 정도 및 스피드, 근력 발휘 등)을 받아들여 운동을 안전하고 효율적으로 할 수 있도록 기여한다.

- 근육의 화학적 환경변화를 감지하는 수용기인 근육의 화학적 수용기와 신체의 위치를 감지하여 중추신경계에 제공하는 수용기를 고유 수용기 또는 운동 역학적 수용기라 하며 근방추(Muscle Spindle), 골지건 기관(Golgi Tendon Organ), 그리고 관절 수용기(Joint Receptor) 등이 있다.

 
고유 수용기

- 운동 감각이란 사지의 움직임 속도를 인식 + 신체의 개별부위의 위치를 인식 하는 것을 의미한다. 이러한 기능은 관절내/외의 뻗어 있는 감각장치에 의해 이루어지며 이러한 고유수용기는 3가지 주요형태가 있다.

1. 관절수용기

: 신체의 움직임의 속도와 관련된 신호뿐만 아니라 신체 부위의 위치를 인식하여 신체가 균형을 이루도록 정보를 제공한다.

1) 자유신경종말

- 관절수용기 중 인체에 가장 많이 분포되어 있는 것은 자유신경종말로서 몸의 모든 부위에서 관찰되며 접촉과 압력에 매우 민감하다. 통각, 온각, 냉각, 촉각 등의 자극을 감지한다.

2) 골지형 수용기

- 골지형 수용기는 근육의 건에 있는 골지건 기관(Golgi Tendon Organ)과는 다르며, 흔히 관절의 인대에서 발견된다. 이 수용기는 자유신경종말만큼 많이 분포되어 있지는 않으나 유사한 기능을 가지고 있다.

3) 파시니안 소체

- 파시니안 소체는 관절주위 조직에 분포하며 신체의 움직임이 시작되면 빠르게 적응한다. 이러한 재빠른 적응은 관절회전속도를 감지하도록 돕는다.

2. 근방추와 골지건기관

- 신경계가 골격근 움직임을 적절히 조절하기 위해서는 근수축을 통해서 지속적인 감각 피드백을 받아야 한다. 이 감각 피드백은 (1) 근육을 통해서 늘어나는 장력에 관한 정보와 (2) 근육 길이의 감지이다. 골지건 기관은 근육에서 발휘된 장력에 관한 정보를 피드백을 통해 중추신경계에 제공하는 반면에, 근방추는 상대적인 근육 길이에 관한 정보를 제공한다.

1) 근방추 (Muscle Spindle)

- 길이 탐지자로서 기능을 한다. 근방추는 대개 인간의 섬세한 근육에서 많은 수가 발견된다. 손의 근육과 같이 아주 미세한 각도의 조절이 요구되는 근육들은 가장 높은 밀도의 근방추를 가지고 있다. 대조적으로 무딘 운동을 담당하는 근육들(ex:대퇴근과 같은)은 상대적으로 적은 근방추를 가지고 있다.

- 근방추는 몇 개의 얇은 근육 세포(추내근 섬유라 불림)들로 구성되어 있는데, 이것은 결체조직에 둘러쌓여 있다. 일반적으로 골격근 섬유(추외근 섬유라 불림)에서처럼, 근방추는 각각의 근육 끝에서 건들 속에 끼워져있다. 그래서 근방추는 근섬유와 함께 평행하게 움직인다.

- 근방추는 두 가지 형태의 감각신경 말판을 함유한다. 첫 번째 구심성 고리모양의 이 종말은 근방추의 중간 부위에 위치하고 있으면서 근육 길이에서 동적인 변화에 반응한다. 두 번째 구심성 꽃 모양 분무기라 불리는 두 번째 형태의 감각 말판은 근방추의 끝 부근에 위치하고 있다. 이런 감각 말판은 근육 길이에 관한 지속적인 정보를 중추 신경계에 제공한다.

- 감각신경에 덧붙여서 근방추는 감마운동신경을 통해서 신경 지배를 받게 되는데, 이것은 추외근섬유를 함께 동시에 수축시키기 위해서 추내근섬유를 짧아지도록 하며, 이것은 근방추를 팽팽해지게 한다. 추내근섬유가 그에 걸맞게 보상되지 않는다면, 이 수축은 방추내의 '늘어진' 결과를 가져올 것이며 그리고 그들을 덜 민감하게 만들 것이다. 그래서 길이 탐지자로서의 그들의 기능은 손상될 것이다.

- 근방추는 골격근이 급격하게 늘어날 때 반사적인 수축의 결과를 감시할 책임이 있다. 이것을 긴장반사작용이라고 불리며 모든 근육에서 존재하지만, 사지의 신근에서 그러하다. 근방추는 움직임의 조절과 자세 유지를 돕는다. 이것은 근방추의 탐지능력을 통해서 이루어지면 그래서 중추신경계가 골격근섬유들의 길이 변화에 반응할 수 있도록 한다.

2) 골지건 기관 (Golgi Tendon Organs)

- 근 수축을 통해 발생되는 장력을 지속적으로 모니터한다. 골지건 기관은 건내에 위치하고 있는데 그래서 추외근섬유와 함께 직렬로 연결되어 있다. 본질적으로 골지건기관은 '안전장치'로써 역할을 하며 근육이 수축하는 동안 과도한 힘을 막는데 도움을 준다. 활성화되었을 때, 골지건 기관은 감각 신경을 경유해서 척추에 정보를 전달하고 이것은 억제 신경을 자극하기 위해 되돌아온다. 이러한 억제 반사는 과도한 근수축을 막는데 도움을 주며 골격근 움직임의 훌륭한 조절을 제공한다.

- 예를 들어 근육군을 통해 발휘될 수 있는 힘의 양은 골지건 기관의 억제 작용을 자발적으로 저지하기 위한 개개의 능력에 의존한다. 골지건 기관의 억제 작용은 근력 훈련을 통해서 점차적으로 감소될 수 있는 것으로 보인다.

- 근력이 더 큰 힘을 발휘할 수 있도록 하며, 그래서 많은 경우 스포츠 수행능력의 향상을 가져온다.

 -> 근방추(MS)는 근육의 길이를 감지하고 근육의 긴장을 촉진하는 역할을 한다. [근수축]

-> 골지건 기관(GTO)은 근 수축시 발생하는 장력을 지속적으로 감지하며, 실질적으로 과도한 근육 수축을 예방하는 안전장치이다. 즉, 근육 긴장을 감지하고 근육의 긴장을 억제하는 기능을 한다. [근이완]

[출처] 감각정보와 반사 : 고유 수용기 - 근방추, 골지건, 관절수용기|작성자 레이너