운동과 척수(Motor function of the spinal cord)

운동과 척수(Motor function of the spinal cord)

운동시스템
척수
spinal shock
척수운동신경계(spinal motor system)
고위운동신경계(higher motor system)
운동과 신경호르몬

 
 운동과 척수 
 
 근육은 수축에 의해 간단한 운동으로부터 광범위한 운동까지 수행할 수가 있다. 
 이러한 운동을 수행하는데 운동신경계가 관여하게 되며 척수 운동 신경계(spinal motor system) 와 고위운동신경계(higher motor system)로 구성되어 있다.
 척수 운동신경계는 척수 수준에서 일어나는 척수 반사에 기초를 두고 있다.
 척수수준에는 감각 신경과 운동신경이 있고, 그 두 신경 사이에 개재 뉴론이 있어서 개재 뉴론의 활성화 상태에 따라서 운동이 촉진 혹은 억제될 수 있다.
 한편 근육조절기전에는 구신성 섬유를 통하여 흥분을 보내는 근방추(muscle spindle)와 Golgi 건(tendon)이 감수체로 작용하여 근의 길이와 장력을  조절한다. 
 이때 원심로는 운동반사의 최종공통로(final commom pathway)인 운동신경섬유를 통하여 흥분을 전달하게 된다.
  

 1. 척수 운동 신경계(spinal motor system)
 ⑴ 근방추
 근육은 가늘고 짧은 많은 섬유를 보유하고 있는데, 이들은 작은 무리들로 배열되어 있고 각 무리는 결체조직인 capsule로 둘러 싸여 있다. 이러한 구조를 근방추라고 하며 capsule내 
근섬유를 방추내 근섬유(intrafusal muscle fiber), capsule외 근섬유를 방추외 근섬유( extrafusal muscle fiber)라고 한다. 
  방추내 근섬유는 핵배열 상태를 기초로 하여 nuclear chain fiber는 핵이 섬유 중간에 배열되어 있고 그 위에 구심섬유인 Ia-fiber가 분포하고 있다. 이에 반하여 nuclear bag fiber
는 핵이 섬유 중앙에 아주 짧은 거리에 집중적으로 배열하고 있고 그 위에 Ia-fiber가 분포하고 있다. 그리고 섬유 양단쪽에는 γ-fiber의 dynamic action을 갖고 있는 γ- end plate
가 분포하고 있다.

  
⑵ 건기관
 근육의 건에는 건기관(tendon organ 또는 Golgi tendon)이라는 감수체가 있다. 이것은 결체조직으로 둘러싸여 있고 구심섬유인 Ib 섬유가 분포하고 있다. 근방추는 방추외 근섬유와 
병렬로 놓여 있고 건기관은 직렬로 되어 있어 흥분발사시와 근육수축시에 특징적인 차이를 보여 주고 있다. 
  
 
⑶ 근방추와 건기관의 흥분발사
 근방추와 건기관의 해부학적 배열은 평행과 직렬로 되어 있으나 맞는 자극의 측면에서 보면 신전감수체(stretch receptors)이다.   근육이 안정 상태에서 
Ia-fiber로부터 주기적인 흥분발사가 있으나 Ia-fiber에서는 흥분발사가 없다. 그림(b)에서와 같이 근육의 신전으로 방추내 근섬유가 늘어나면 Ia-fiber의 흥분발사 빈도가 현저하게 증가
되고  Ia-fiber에서도 흥분발사가 일어난다.  방추외 근섬유가 등력성 수축을 할 경우 Ia-fiber에서의 흥분발사가 사라지나 Ia-fiber의 흥분발사는 어느정도 남아 있
다.  방추외 근섬유는 쉬고 있으나 γ-fiber에 의하여 방추내 근섬유의 중심부가 신전되면 Ia-fiber의 흥분발사 빈도가 현저하게 증가된다.




2. 고위 운동 신경계(higher motor system) 
 척수 운동신경계와 구분되는 범주로 척수보다 위쪽 즉, 뇌간과 대뇌피질에 있는 운동기구를 고위 운동신경계라고 한다. 
 자세와 목표를 겨냥한 동작의 협동은 뇌간에서 조절하고, 목표를 겨냥한 움직임은 뇌간보다 고위중추가 참여하는 것으로 알려져 있다. 
 자극이 감수체로부터 입사되면 피질 및 피질하운동 동기영역(subcortical and cortical motivation area)에 투사되어, 그 자극이 연합영역으로 보내진다. 이것은 
 다시 기저핵과 소뇌를 통해 시상을 거쳐 운동피질로 되돌아온다음 뇌간을 거쳐서 척수운동 뉴론을 지나서 운동단위로 전달되므로써 하고자 하는 동작을 수행하게 된다.

운동과 신경 호르몬


신경과 호르몬은 기관과 기관 사이의 메시지를 전달하는 일을 한다. 
모든 기관을 가장 운활하고 효율적이며 일사불란하게 운동에 적응하도록 이끌어 나가는 것이 신경계와 호르몬의 역할이다.  신경계와 호르몬은 육체적 긴급사태에 
대처하여 오로지 운동을 위해 육체적 능력을 집중적으로 동원하도록 조직화하는 것이다.
심기능은 작용이 상반되는 교감신경과 미주신경에 의해 조절된다. 심장에 대해 교감신경은 촉진적이며, 미주신경은 억제적이다.
안정시에 심장은 이 두 신경으로부터 촉진과 억제의 서로 상반되는 부추김을 받아 어느 한쪽에 치우치지 않고 중용을 유지하며 적절한 활동 수준을 견지한다.
그러다가 운동이 시작되면 교감신경 기능이 일방적으로 우세해져 박동이 빠르게 되고 수축력이 강화되므로 심박출량이 늘어나는 것이다.
운동이 시작되면 혈류는 실제로 가장 왕성하게 활동하는 심근과 골격근에 집중되는데 이는 교감 신경과 호르몬의 지시에 따라 심근과 골격근의 혈관이 확장되었기 때문이며, 
기관지 모세혈관지 등 기도가 확대되어 활기량을 쉽게 늘어나게 해 주는 것도 신경과 호르몬의 작용이다. 
또한 운동이 시작되면 교감 신경을 통해 부신수질에 도달한 흥분파는 여기에서 에피네프린(epinephrine)과 노어에피네프린(norepinephrine)의 분비를 유발시킨다.
이들 호르몬은 교감신경 자극 효과를 나타내므로 전신적으로 교감 신경흥분이 더욱 고조되게 하고 그 흥분 효과를 더 확대 시킨다. 



연세대학교 인지과학 협동과정   박 경 숙     kspark96@ccs.yonsei.ac.kr