근육이 할 수 있는 일과 할 수 없는 일

우리가 당연하게 여기는, 근육의 가장 간단한 움직임도 경탄스러운 일이다. 훈련을 함에 따라 근육은 놀라운 힘과 지구력의 묘기를 부리게 된다. 그러나 훨씬 더 중요한 또 한 종류의 훈련이 있는데, 그것은 근육이 결코 할 수 없는 일을 할 수 있다!

상자가 깃털로 가득 차 있다. 당신이 그것을 집어 올리려고 한다. 당신의 정신이 관련되어 있는 일련의 근육에게 지시를 하고 당신은 깃털들을 집어든다. 이번에는 상자가 납 막대로 가득 차 있다. 당신의 전신이 깃털을 들어 올린 동일한 근육에게 이번에는 납을 들어 올리도록 지시하고 근육은 그렇게 한다. 간단한가? 결코 그렇지 않다.

골격근 섬유가 무게가 가벼우냐 무거우냐에 따라 보다 약하게, 혹은 보다 강하게 수축하는 것이 아니다. 신경 종말이 섬유질에게 수축할 것을 지시하면 그것은 완벽하게 그렇게 한다. 일단 수축하게 되면, 그것은 전력을 다하여 수축한다. 그러면 어떤 명령에는 근육들이 깃털을 들 수 있을 만큼의 힘만 내고, 또 어떤 명령에는 그 동일한 근육들이 납을 들어 올리는 데 필요한 더 큰 힘을 발휘하는 것이 어떻게 해서 이루어지는가?

근육은 여러 다발의 조그마한 근 섬유로 구성되어 있고, 각 다발은 운동 단위라고 불리운다. 각 단위에는 운동 신경이 있고, 그 신경은 끄트머리에 가지를 내고 있어 각 근 섬유는 자체를 자극하는 개개의 신경 종말을 갖고 있다. 전기 화학적 충격은 화학 물질에 의해 신경 종말로부터 근 섬유로 전달되어, 근 섬유에서 다시 전기 화학화 된다. 그러면 근 섬유가 수축한다. 그 다발 즉 운동 단위 내의 전체 섬유질이 수축하는 것이다.

그런데, 근육이 사용될 때 한 근육 내 섬유질 다발들 전체가 수축하는 것은 아니다. 만일 정신이, 들어 올릴 것이 단지 깃털이라는 것을 안다면, 중추 신경계(中樞 神經系)는 깃털을 드는 데 필요한, 비교적 소수의 다발들에게만 신호를 보낸다. 그러나 들어 올릴 것이 납이라면, 훨씬 더 많은 다발들이 자극을 받아 수축하게 될 것이다.

가끔, 정신이 속을 때도 있다. 만일, 상자에는 납이 담겨 있는데, 정신이 깃털이 가득한 것으로 생각한다면, 충분한 수의 섬유질이 수축을 하지는 못하여 정신은 놀라게 된다. 상자가 바닥에 못 박혀 있는 것 같아 진다. 그러나 정신은 상자에 납이 가득하다고 생각하는데, 실제는 깃털만 들어 있다고 하면, 납을 들 수 있는 많은 수의 섬유 다발들이 동원되었기 때문에, 마치 상자가 바닥으로부터 날아오르는 것 같게 된다.

결정! 또 결정!

요컨대, 신체 내의 약 650개의 근육이 수행하는 많은 일들을 위해 중추 신경계는 몇개나 되는 섬유 다발들에게 수축 신호를 보내야 하는가를 결정하는 일을 끊임없이 하고 있다. 신장 수용기라고 불리우는, 근 섬유 내의 감각 기관은 근 섬유를 감시하고, 중추 신경계에 회보를 보내고 이러한 ‘피이드백’(되먹이기, 送還) 작용을 통하여 결정하는 일에 도움을 준다. 당신은 결정 내리기를 싫어할지 모르지만, 무의식적으로 당신은 수백만건의 결정을 끊임없이 내리고 있는 것이다!

수축하는 근 섬유가 많아질수록, 근육은 더 커지고 더 단단해지게 된다. 예를 들어, 머리를 긁고자 할 때, 윗팔의 이두근(二頭筋)은 손을 들어 올리기 위해서 수축한다. 섬유 다발들이 많이 필요하지 않으므로, 이두근은 아주 부드럽다. 그러나 똑같은 동작이지만 14‘킬로그램’의 무게를 어깨 위로 들어 올려야 할 경우에는, 훨씬 더 많은 근 섬유가 동원됨에 따라 이두근은 불룩해지고 단단해질 것이다.

일부 근육들은 다른 근육들보다 긴장에 대하여 훨씬 더 섬세한 통제력을 갖고 있다. 예를 들어 손가락은 철로 된 손잡이를 쥘 수도 있고, 또한 껍질이 얇은 달걀을 예민하게 다룰 수도 있다. 그러한 근육들에는 다수의 섬유 다발이 들어 있지만, 각 다발의 섬유질 수는 소수에 불과하여, 어떤 것들은 약 10개도 채 못된다. 다리에 있는 것과 같은, 다른 큰 근육들은 그러한 섬세한 단계적인 동작을 할 수가 없다. 그 근육들에는 섬유 다발들이 더 적기는 하지만, 각 다발에는 섬유질들이 훨씬 더 많아서 종종 100개가 넘는다.

골격근은 기본적으로 두 종류의 섬유질을 가지고 있어 보다 더디고 꾸준한 움직임에 사용되는 검은 것들과, 빠른 순발적 행동에 사용되는 하얀 것들이 있다. (느린 연축(攣縮) 섬유 및 빠른 연축 섬유라고 함) 어떤 근육은 거의 전체가 느린 섬유로 구성되어 있지만, 어떤 근육은 느린 것과 빠른 것이 섞여 있다. 동작이 유별나게 빠른 사람들은 동작이 느린 사람들보다 하얀 즉 빠른 근 섬유를 더 많이 가지고 있다. 이를테면, 민첩한 체조 선수들은 놀라우리 만큼 찬란하고 격정적인 회전 운동을 위해 빠른 근 섬유들이 필요하다. 또한 뛰어난 단거리 선수들은 장거리 선수들보다 이러한 빠른 근 섬유들을 더 많이 가지고 있다. 훈련으로 달라지기는 하지만, 빠르고 느린 근 섬유들의 비율은 변화시킬 수 없다. 그것은 유전적 선물이다.

‘에너지’가 나오는 곳

ATP(‘아데노신’ 삼인산)는, 근육 활동의 풍부한 ‘에너지’ 원천이다. 그것은 ‘미토콘드리아’라고 하는, 근 섬유 내의 작은 조직체에 의하여 산출되며, 그 형성 방법은 여러 가지가 있다. 근육 조직(지방 조직) 내의 지방분은 근육 및 혈액 속에서 분해되어 유리 지방산(遊離 脂肪酸)이 된다. 그 지방산은 결국 근 섬유 내에서 산화되어, ATP를 만들기 위해 ‘에너지’를 방출한다. 혈액에서 나온 포도당 역시 ATP를 형성할 수 있도록 근 섬유 내에서 산화된다. 혈액에서 나온 포도당 일부는 ‘글리코겐’(糖原)이라고 하는 탄수화물로서 근육 속에 축적이 된다. 그 후, ATP가 필요하게 됨에 따라 이 ‘글리코겐’은 포도당으로 분해되고, 그 포도당은 산소 없이 ATP를 생산해 낸다.

ATP를 만들기 위한 이같은 방법은, 그 정도는 다양하지만, 환경에 따라 동시에 사용된다. 운동의 종류와 강도, 지속 시간, 개인의 신체 적성 등의 요인들에 따라, 그 상황에서 각 방법이 얼마나 되는 ATP를 공급할 것인지가 결정된다. 그러나, 장거리 달리기와 같은 격렬한 운동이 장시간 계속될 때, ATP의 주요 생산체는 ‘글리코겐’이다.

‘마라톤’ 선수들은 종종 소위 탄수화물 적재라고 불리우는 것을 행한다. 시합하기 수일 전에 탄수화물을 실컷 먹는데, 그렇게 함으로써 그들은 근육 내의 ‘글리코겐’ 저장량을 300‘퍼센트’까지 증가시킬 수 있다. 그러나, 이같은 ‘글리코겐’ 사용의 부산물은 ‘락트’산으로서, 피로와 결국 근육 통증이 생기는 것은 근육 내의 바로 그 ‘락트’산의 축적 때문이다.

근육을 숭배할 것인가, 아니면 근육의 창조자를 숭배할 것인가?

근육은 많은 일을 할 수 있다. 공을 던져 보아라. ‘커어브’로, ‘드롭’으로, ‘슬라이드’로 던져 보라. 물구나무 서서 한 손으로 몸의 균형을 똑바로 잡아 보아라. 몸을 공중으로 우아하게 날려, 재주 넘어보고, 공중에서 한 바퀴 돌려 보라. 한 쪽 팔의 근육이 무게가 십 ‘킬로그램’ 나가는 것을 머리 위로 들어 올릴 수도 있다. 다리의 근육은 몸을 추진시켜, 지면에서 약 2‘미터’ 높이의 막대를 넘게도 하고, 또 거의 9‘미터’나 되는 넓이를 뛰어 넘게도 할 수 있고, 약 9초 내에 약 90‘미터’를 달릴 수 있게, 또는 4분도 채 안되는 시간에 1.5‘킬로미터’ 이상을 달릴 수 있게, 또는 2시간 조금 넘는 시간에 42‘킬로미터’를 달리게도 할 수 있다. 또, 근육들은 80‘킬로미터’ 또는 160‘킬로미터’를 계속 달릴 수도 있다. ‘멕시코’의 ‘타라후마라 인디언’들은 320‘킬로미터’ 달리기를 한다. 다소 의심스럽기는 하나, ‘티베트’의 승려인 ‘마헤탕’들은 “빠른 발” 특수 훈련을 받아 걸음 보조와 호흡에 맞추어 성(聖) ‘만트라’를 외우면서, 30시간 내에 480‘킬로미터’를 달린다는 주장도 있다.

근육은 참으로 경이롭다. 그러나 근육이 신은 아니다. 물론 소수이기는 하지만, 달리기를 하는 어떤 사람들은 그렇게 생각하는 것 같다. 달리기를 성배(聖杯) 찾기에 비유하는 사람도 있다. 달리기를 하는 또 다른 사람은, “육체를 통한 영(靈)의 추구가 막 시작되었다”고 주장한다. 많은 사람들이 달리기의 대제사장이라고 부르는 ‘조오지 시이한’ 박사는 이렇게 말했다. “내 목표를 달하지 못하여, 신을 발견하지 못하리라는 것이 나를 위협합니다. 그러나 달리기가 이 점에 도움이 되고 있읍니다.” ‘조깅’을 즐기는 한 여자는 자신의 달리기 체험을 개종에 비유하였다. 어느 달리기를 하는 사람의 아내는, “‘톰’은 원래 감리교 신자였는데요, 이제는 달리기 신자랍니다”고 말했다. 달리기에 관한 자기 저서에서 ‘죠우엘 헨닝’은 이렇게 말했다. “그것은 참으로 하나님을 발견하려는 시도, 즉 숭배의 한 가지 형태이다.” 「달리기에 대하여」라는 잡지의 편집인 ‘보브 앤더슨’은 이렇게 단정하였다. “한 때 ‘인간성이 살아 남으려면, 새로운 종교를 발명해야 할 것이다’고 말한 사람이 있었다. 그 종교는 발명되었다. 그것은 바로 달리기 종교이다.”

그러나 잠간 멈추어 생각해 보라! 근육은 구원을 베풀 수 없다. 근육의 창조자만이 그렇게 할 수 있으시다. 근육은 여호와의 창조의 지혜를 반영한다. 근육의 민첩성, 속도, 힘, 내구력 등에 나타난 그분의 비상한 재능을 살펴보라. 우리가 의식하지 않아도, 전기 화학적 복잡성, 즉 수백만의 근 섬유 내에서 수백만의 반응이 하루 종일 매초마다 감독을 받는 동시에 발동된다는 것을 생각해 보라. 우리가 의식하지 않아도 근육들은 자기 역할을 수행하여 우리의 생명을 유지시켜 준다. 즉, 폐가 호흡하도록, 심장이 박동하도록, 혈액이 순환하도록, 장들이 소화시키도록, 선(腺)들이 분비물을 내도록, 전기적인 회로들이 달리도록 하는 것 등, 그리고 우리가 전혀 모르고 있는 것들은 훨씬, 훨씬 더 많다.

근육 훈련은 유익하다. 그러나 경건의 훈련에는 비할 수 없다. 사도 ‘바울’은 이렇게 기술하였다. “육체의 훈련도 약간의 유익은 있지만 경건의 훈련은 모든 면에 유익하고 지금의 생명뿐만 아니라 장차 얻을 생명까지도 약속해 줍니다.” (디모데 전 4:8, 새번역) 당신이 하는 운동이 어떠한 운동이든 즐기도록 하라. 유익한 점을 맛보도록 하라. 그렇게 하면 건강이 좋아질 수 있다. 그러나 경건은 근육이 결코 할 수 없는 일을 할 수 있다. 즉 당신이 장수를, 나아가 영원한 생명을 누리게 할 수 있다. 시편 필자가 노래한 바와 같다.

“[주께서는, 신영어 성서] 말의 힘을 즐거워[중히 여기지, 신영어 성서] 아니하시며 사람[달리는 자, 신영어 성서]의 다리도 기뻐 아니하시고 자기를 경외하는 자 ·⁠·⁠· 를 기뻐하시도다.”—시 147:10, 11.

[13면 네모]

호기성 운동이 근육에 주는 유익

근 섬유들이 더 강해지고 더 빨리 수축하게 된다.

‘미토콘드리아’의 수효가 증가된다.—이것이 ATP를 만들어 낸다.

‘미토콘드리아’가 ATP를 만드는 데 필요한 효소의 수가 증가한다—장거리 달리기 선수는 앉아만 있는 사람들의 3배나 더 증가한다.

근육의 ‘미오글로빈’(근[筋] ‘헤모글로빈’)이 종종 배가(倍加)된다. 이것이 ‘미토콘드리아’에게 산소를 운반해 준다. ‘미오글로빈’이 많아진다는 것은 산소가 더 많이 공급된다는 것을 뜻한다.

동맥은 새로운 가지들을 내고, 모세 혈관은 증가하여 종종 배가 되기도 한다. 이것은 혈액이 근육에 공급하는 산소량이 더 많아지는 것을 의미한다.

혈액 순환 및 ‘미오글로빈’이 증가되므로 산소 공급이 보다 능률적이고 혈류의 필요가 줄어들게 된다.

산화되는 지방의 양이 증가하며, ATP를 더 많이 공급하게 된다.

포도당의 산화가 증가한다—이것은 ATP를 생산하는 또 하나의 원천이다.

훈련 받은 근육에는, 고밀도의 축적된 탄수화물(‘글리코겐’)이 들어 있다 ‘글리코겐’은 장시간에 걸친 극히 격렬한 운동중에 ‘에너지’의 주된 원천이다.

훈련받은 근육은 ‘락트’산을 빨리 축적하지는 않지만, 훈련받지 않은 근육보다 더 많이 보호할 수 있게 된다. 따라서 피로를 덜 느끼게 된다.

[13면 네모]

운동 부족이 근육에 주는 영향

근육이 작아지고, 쇠약해지고, 위축된다. 부러진 팔이나 다리에서 붕대를 풀었을 때 보면 명백하듯이, 근육이 오그라든다.

어떤 연구에서, 운동 선수들이 침대에서만 20일을 보내 보았더니, 산소 흡입력이 4분의 1 이상 떨어졌다. 심장의 피를 뿜어 내는 능력도 그 정도 떨어졌고, 적혈구도 15‘퍼센트’ 떨어졌다.