우리의 근육—창조의 신비

매우 다양한 방법으로, 동시에 수많은 목적을 위하여 늘 사용하는 우리의 근육—우리는 그것이 아픔을 느끼게 되기 전까지는 보통 의당한 것으로 생각한다. 그러나 근육의 작용에 관하여 당신이 알고 있는 바는 무엇인가?

수년 동안 탐구자들은 근육 작용의 신비에 도취되어 왔다. 그들은 근육이 일을 할 때 무엇이 발생하는지를 이해하겠다는 희망에 부풀어 연구를 진행하여 왔다. 근육 작용은 이러한 사람들에게 진정한 도전을 제시하여 왔다.

동 분야에서 지도적인 위치에 있는 과학자인, ‘헝가리’의 화학자 ‘센트-고르기’는 약 25년 전에 “근육의 수축작용에 관한 의문은 아직 풀리지 않았다”고 언급한 적이 있다. 14년 후, 다른 한 연구자는 “우리는 아직도 ‘어떻게 근육의 분자기관이 신진대사에 의하여 축적된 화학 ‘에너지’를 기계적 작용으로 변화시키는가?’라는 근본적인 질문에 대하여 답변할 수 없다”고 진술한 바 있다. 그리고 최근 ‘하바드’ 대학교의 ‘빌레’ 교수는 자기의 저서 「생물학」에서 다음과 같이 기술하였다. “생리학자들과 생화학자들은 다년간 어떻게 근육이 결인력을 발휘하는지에 대한 의문을 풀어보려고 시도해 왔다. 그러나 근육의 수축작용 가운데 일어나는 실제 화학적 및 물리적 동작은 확립된 사실이라기보다는 아직도 추측에 싸여있을 뿐이다.” 그러나 그 동안 여러 가지 흥미있는 것들이 알려졌다.

근육의 특성

근육은 움직일 수 있는 능력을 부여해 준다는 점에서 사람과 동물들을 대부분의 식물들로부터 구별짓는 것들 중의 일부이다. 또한 근육은 우리로 두 발로 기동하여 우리의 손으로 여러 가지 일을 할 수 있게 해 줄 뿐만 아니라 여러 가지 우리 신체의 기능은 우리의 근육에 크게 의존하고 있다. 호흡, 혈액 순환, 소화, 배설 및 생식 등 이 모든 작용은 우리의 근육에 의하여 좌우되는데, 이러한 근육은 5, 6백 종류 혹은 그 이상이 있다.

근육은 체중의 40 내지 50‘퍼센트’를 차지하고 있다. 근육은 75‘퍼센트’의 수분, 20‘퍼센트’의 단백질, 2‘퍼센트’의 지방질, 그 외에도 여러 가지의 무기물 또는 염분으로 구성되어 있다. 각 근육은 내이(内耳)에 있는 8분의 1‘인치’ 길이의 근육으로부터 18‘인치’ 또는 그 이상되는 다리의 근육에 이르기까지 그 길이가 다양하다. 아마 가장 작은 근육은 우리가 무서워 놀랄 때 모발이 곤두서게 하거나, 혹은 추워서 오한을 느길 때 우리로 소름이 끼치게 하는 것들일 것이다.

한 대중 과학 간행물은 한 때, “자연의 최대의 비밀 중의 하나는 근육의 신비”라고 명시한 적이 있다. 어떤 근육은 자체 무게의 천배를 들어올릴 수 있고, 어떤 것은 그 횡단면(橫斷面)의 매 평방 ‘인치’당 40‘파운드’의 장력(張力)을 발휘할 수도 있다. 무명 조개의 근육은 거의 ‘에너지’를 조금도 소모하지 않으면서 ‘바이스’처럼 꽉 맞물리고는 몇 시간을 견딘다. 우리의 심장과 허파의 근육은 날 때부터 죽을 때까지 쉬지않고 작용한다. ‘무두셀라’의 경우에는 969년간이나 작용한 것이다! (창세 5:27) 우리의 근육의 어떤 것은 순식간에 수축, 이완작용을 할 수 있다. 어떤 곤충의 근육은—투구 풍뎅이의 경우 일초에 55회로부터 작은 날파리의 경우는 일초에 1,046회에 이르기까지—상상하기도 힘들 만큼 빨리 움직인다. 즉 진동한다.

근육의 세 종류

우리의 몸에는 세 종류의 근육이 있다. (1) 수의근(隨意筋), 이것은 골격근(骨格筋)과 안면근(顔面筋)을 포함한다. (2) 불수의근(不隨意筋), 이것은 혈관, 내장, 위, 방광, 및 자궁에서 발견된다. (3) 심근(心筋), 즉 심장의 근육.

수의근은 “횡문근”(橫紋筋)이라고도 불리우는데, 이것은 현미경으로 보면 가늘고 옆으로 쳐진 검은 횡선, 혹은 융기선(隆起線)이 있기 때문이다. 이러한 근육의 대부분은 팔과 다리의 근육처럼, 길고 가늘다. 그러나 다른 것들은 복부나 등의 근육처럼 편편하다. 수의근에는 신경이 조밀하게 연결되어 있고, 혈액의 공급이 풍부하므로 그 근육의 소기의 목적을 달성할 수 있게 된다. 호흡근(呼吸筋)과 같은 일부 근육은 수의근이라고 말할 수 있고 불수의근이라고도 할 수 있다. 우리는 심호흡을 할 때는 이러한 근육을 임의로 사용하지만 대부분의 시간과 특히 우리가 잠자고 있을 때 그 근육은 우리의 의사가 관여됨이 없이 작용하는 것이다.

이와는 반대로, 불수의근은 “평활근”(平滑筋) 혹은 활평근(滑平筋)이라고 불리우는데, 왜냐 하면 이 근육은 횡선이 없기 때문이다. 전자 현미경의 도움으로 수의근과 불수의근 즉 평활근과의 뚜렷하고도 의미심장한 차이가 있음이 발견되었다. 평활근에는 실제로 수축작용을 하는 근원섬유(筋原纖維)가 하나 하나 겹쳐서, 평행으로, 그리고 근육 세포의 기다란 축을 향하여 10도의 각도에서 배열되어 있다. 이러한 근원섬유의 사선적(斜線的)인 배열은 평활근으로 하여금, 그렇게 배열되지 않았을 때 지닐 수 있는 힘의 10배의 강도를 갖게 하며, 탄력있는 수축작용을 장기간 지속하게 한다. 반면 수의근 즉 횡문근의 경우에는 근원섬유가 연속으로, 혹은 끝끝이 연이어 배열되어 있는데, 이러한 배열은 횡문근으로 훨씬 빠른 속도로 움직이게 한다. 그것이 바로 수의근이 사람을 잘 섬기기 위하여 지녀야 할 특성이다. 확실히 근육은 지혜로운 설계자에 대한 증거를 나타내 준다.

심장의 근육은 그 자체가 한 가지 독특한 유(類)를 이루고 있다. 심장의 근육은 굉장한 작업량 때문에 특별한 구조를 지니고 있으므로 인체에서 가장 강력한 근육이다. 여성에게 있어서는 단지 자궁의 근육만이 자녀를 출산해야 하기 때문에 더 탄력이 강하다고 한다. 심근은 구조상으로는 수의근과 비슷하고 작용은 불수의근과 같다.

근육 작용

수의근 즉 골격근은 건(腱)이라고 불리우는 물질에 의하여 골격에 부착되어 있는데, 이 근육은 실제적으로 관절을 연결시켜 주는 다리의 역할을 한다. 전완(前腕)을 움직여 주는 것은 팔꿈치로부터 어깨까지의 사이에 있는 근군(筋群)이며, 마찬가지로 손을 움직이는 것도 팔꿈치로부터 팔목 사이의 근군이다. 근군이라고? 그렇다. 여러 가지 상이한 움직임을 하기 위해서는 근군이 필요하며 그것은 건으로 부착되어 있다. 그러나 이 건을 뼈와 뼈를 연결시켜 주며 잡아당기어질 수 없는 인대(韌帶)와 혼동해서는 안된다. 삐어서 아픔을 느끼게 되는 것이 곧 인대가 잡아당기어지는 것이다.

근육의 작용에 관해서 말하자면, 근육은 단지 두 가지 작용만 한다. 근육이 할 수 있는 것은 (1) 당기는 작용 즉 수축작용 혹은 팽팽하여지는 것 그리고 (2) 이완작용 혹은 늘어나는 작용이다. 근육은 미는 작용은 할 수 없다.

주로, 우리의 수의근은 몇개의 근군이 짝지어 움직인다. 길항근(拮抗筋)으로서, 두, 세 근군이 짝을 지어 서로 반대되는 작용을 한다. 예를 들면, 상완(上腕)의 앞부분에 위치한 두개의 굴근(屈筋)이 전완을 굽힐 수 있게 하며, 뒷부분에 있는 세개의 신근(伸筋)이 전완을 똑바로 뻐칠 수 있게 한다. 이러한 “길항근”은 공동작용을 하는 것이다. 이와 같이 하나가 수축할 때, 다른 것은 늘어나서 수축작용을 가능케 한다. 물론, 이렇게 하는 데는 신경도 합동작용을 하여 한쪽의 근군이 수축하도록 신호를 보내고 동시에 다른 쪽의 근군이 늘어나도록 신호를 보내는 기능을 수행하는 것이 요구된다.

근육은, 최대로 팽창하였을 때의 직경이 250분의 1 내지 2,500분의 1‘인치’가량되는, 결합조직으로 싸여 있는 근섬유(筋纖維)들로 이루어져 있다. 근섬유는 지름이 25,000분의 1‘인치’인, 평행물질로 형성되어 있는데, 이것을 더욱 분화하면, 평행의 ‘액신’(화학선) 및 ‘마이오신’(근육단백) 근원섬유로 구성되어 있다. 근육 작용의 열쇠는 이러한 ‘액신’ 및 ‘마이오신’ 근원섬유에 달려있음이 나타나고 있다. 현재 근육이 수축할 때, 이 근원섬유의 하나가 다른 것의 옆으로 이끌어져 들어가므로써 수축되는 것으로 이해되고 있다.

근육의 운동은 산소와 질소를 소모하는데, 이러한 요소를 혈액에서 공급받으며 동시에 노폐물, 이를테면, 이산화탄소와 유산(乳酸) 등을 생성하면, 혈액이 이것들을 제거해 준다. 피곤을 느끼게 되는 것은 근육 속에 유산이 들어있기 때문이다. 피의 흐름은 근육에 영양소를 공급해 주고 그 노폐물을 제거해 주는 작용을 동시에 하는데 두가지를 혼동하지 않고 해낸다. 이러한 사실들이 많이 밝혀지긴 하였으나 반면에 아직 이해되지 않고 있는 것은 어떻게 신경(神經)이 신진대사작용으로 근육에 축적되어 있는 음식물의 영양소를 기계 ‘에너지’로 변화시킬 수 있는가 하는 것이다. 그것은 아직도 사람들에게 큰 신비로 남아있다.

근 긴장(筋緊張)

우리의 수의근은 결코 완전히 이완되어 있는 일이 없다. 언제나 약간 “긴장” 상태에 있어서, 이러한 긴장 상태가 근육으로 신속히 행동하도록 해 준다. 움직임의 신속성과 움직임의 유려함은 모두 이 근 긴장에 따라 좌우된다. 이러한 긴장의 증거는 근육을 뼈에 부착시키는 건(腱)이 베어졌을 때 나타난다. 근육이 오므라드는 것을 볼 수 있다.

그러나, 근 긴장의 상태란 전 근육이 다 얼마간 긴장하므로써 이루어지는 것이 아니다. 근섬유에는 “전부 아니면 전무”의 율이 적용된다. 바꾸어 말하자면, 각 근섬유는 신경의 자극이 어느 정도에 이르기 전에는 응하지 않다가, 그 후에 일제히 수축한다. 그러면 어떻게 근 긴장 상태가 유지되는가? 약간의 근섬유가 교대로 수축함으로서이다. 그렇게 하므로써 비교적 소수의 근섬유가 활동하여, 필요한 근 긴장 상태를 유지하는, 말하자면 보초 서는 동안, 대부분의 근 섬유는 휴식을 취하는 것이다.

이러한 근 섬유의 교대 근무는 우리가 별로 피곤함을 느끼지 않고 오랫 동안 좋은 자세를 유지할 수 있다는 사실을 설명하여 준다. 우리가 똑바로 앉아 있을 때에도, 얼마간 이러한 근육의 활동 즉 긴장이 필요하다. 서있는 데는 더 많이 요구된다. 그리고 우리가 걸음을 걷게 되면 더 많은 시간과 노력이 든다는 것은 이상한 일이 아니다.

당신의 근육을 잘 돌보라

창조주께서는 인간에게 수백가지의 놀라운 근육을 주셨을 뿐만 아니라, 또한 첫 사람에게 ‘에덴’ 동산을 “다스리며 지키”라고 명령하셨다. 그렇게 하기 위하여 사람은 자기의 근육을 사용하지 않으면 안되었다. 이 일은 사람으로 훌륭한 건강 상태를 유지하도록 돕는 필수적인 일이었다. 창조주께서는 인간이 게으른 삶을 영위하도록 설계하지 않으셨다. 사실상, 튼튼하고 건강한 근육에 대한 최대의 적의 하나는 게으름이다.—창세 2:15.

일상 직업을 통하여 필요한 운동을 할 수 없는 사람이라면, 그는 다른 방법으로 자기의 근육을 적절히 단련시키려고 노력해야 한다. 항상 ‘엘리베이터’를 타는 대신에 때때로 계단을 오르면 크게 도움이 될 수 있고 또한 자가용이나 공공 교통 수단을 이용하는 대신 가능한 곳은 걸어서 다닌다면 많은 도움이 될 수 있을 것이다. 또한 자전거를 타는 것과 구보하는 것도 많은 도움이 될 것이다.

충분한 운동과 함께 적당히 보조를 맞추어 나가야 할 것은 충분한 휴식과 수면을 취하는 일이다. 항상 긴장하고 있는 대신 유유히 긴장을 풀고 걷는 방법을 배우는 것은 특히 도움이 된다. 불필요한 긴장은 신경과 근육에 동일하게 해를 끼친다.

근육에 올바른 종류의 음식물을 공급하는 것도 중요하다. 이 말은, 다른 여러 가지 것들 중에서도, 특히 정제되지 않은 식품을 선택하고 언제나 실용적일 때는 생과일과 야채를 많이 먹어서 충분한 ‘비타민’과 무기물을 섭취해야 함을 의미하는 것이다.

근육 피로와 경련 및 그와 비슷한 병에 대하여 무엇을 할 수 있는가? 어떤 도포제(塗布劑)도 도움이 되긴 하지만, 가장 좋은 치료 방법 중에서 열증기탕 요법과 ‘마사아지’를 손꼽을 수 있다. 그리고 물론, 두말할 나위도 없이 휴식이 온갖 병세에 최선의 치료법이다. 경련이나, 쥐가 나는 것, 또는 심한 통증이 계속된다면, 의사와 상의해 보는 것이 지혜로운 일이며 수족이 아닌 다른 부분에서라면 특히 그러하다.

정신적인 요인도 간과해서는 안된다. 만일 충분한 휴식을 취하고 올바른 음식을 섭취하는 데도 언제나 피곤을 풀 길이 없다면 문제는 아마 정신적인 것, 즉 신체에 정신과 감정의 영향이 주어지고 있는 것이라고 해도 과언이 아닐 것이다. 성서가 이렇게 말한 데는 그만한 이유가 있다. “마음의 즐거움은 양약이라도 심령의 근심은 뼈로 마르게 하느니라.”—그리고, 아마 이 말에 근육으로 피곤케 한다고 부언할 수 있을 것이다.—잠언 17:22.

우리의 근육은 참으로 경이이지만, 그것이 어떻게 작용하는지에 관한 세부점들은 아직도 신비에 싸여 있다. 그럼에도 불구하고 근육에 대하여 우리가 현재 인식하고 있는 사실들은 우리로 우리의 근육을 잘 돌보도록 도울 것이 분명하다.

[8면 삽화]

수의근

심근

불수의근

[10면 삽화]

운동과 정제되지 않은 식품과 충분한 수면은 근육을 건강한 상태로 유지하는데 중요하다