근방추와 골지힘줄기관의 차이점

근방추와 골지힘줄기관

근방추와 골지힘줄기관(GTO)은 둘 다 사람의 움직임에 영향을 주는 기능을 하는 신경계의 구성 요소입니다. 근방추와 골지힘줄기관은 서로 반사적으로 작용하여 근육의 경직을 조절합니다. 골지힘줄기관(GTO)이 자극되면 관련 근육이 수축을 중단하여 이완됩니다. 골지힘줄기관(GTO)이 근육을 억제할 때 이를 자가 억제라고 합니다. 기능적으로 골지힘줄기관(GTO)은 근육의 수축을 유도하는 근방추와 대조됩니다.

근방추(Muscle Spindle)

이들은 고유수용기(신장 및 그 속도/속도에 민감한 근육으로부터 정보를 받는 감각 기관)입니다. 스트레칭 시, 스트레칭의 끝점에 도달했다는 메시지가 감지되면 근방추들은 더 이상 스트레칭하지 말 것을 나타내는 척주에 대한 반사 아크 신호를 가로질러 놓입니다. 이러한 유형의 감각 기관은 빠르게 늘어나거나 과도하게 늘어나서 다치는 것을 방지합니다. 근방추 활동의 예는 슬개골 아래에 있는 슬개건에 대한 뚜렷한 두드림에 반응하는 하퇴의 갑작스러운 움직임입니다 – 무릎 반사

• 근섬유의 결합조직 초(Sheath)에 쌓여 근육 전체에 분포되어 있다.
• 핵 배낭(Nuclear bags)과 핵 사슬(Nuclear chain) 두 형태의 근방추내 섬유로 구성되어 있으며, 근섬유와 같은 길이 변화를 한다.
• 근섬유의 길어지는 속도에 민감하게 반응한다.
• 감마와 베타 원심성 운동섬유에 의해 방추체의 길이를 조절하며, Ia.I구심성 섬유에 의해 방추체로부터 되먹임(Feedback)작용이 일어난다.
• 근육이 늘어나면(신장) 방추체의 Ia 구심성 섬유가 배근 신경근 척수의 회백질→ 척수전각세포에 신호를 전달해 근섬유의 수축을 일으키는 원심성 운동신경으로 하여금 강한 수축이 일어나게 하여 방추체의 길이를 조절한다.
• 이러한 기전을 이용해 신장반사(Stretch reflex), 심부건반사(DTR)를 임상에서 활용한다.

☑ 근방추에 대해서 자세하게 알고 싶은 분은 다음 참조글에서 근방추의 세부내용에 대해서 알아보시길 바랍니다. 근방추 : 개별 근육의 길이 변화와 스트레칭 속도를 중추신경계에 알려줌

 

골지힘줄기관(Golgi Tendon Organ)

긴장에 민감한 힘줄로부터 정보를 받는 감각 기관인 고유수용기입니다. 웨이트를 들어올릴 때 근육이 얼마나 긴장하고 있는지 감지하고 지시하는 것은 골지건 기관입니다. 근육의 긴장도가 너무 높으면 골지힘줄기관이 근육이 더 많은 힘을 생성하는 것을 억제하여 부상으로부터 보호합니다.

골지힘줄기관(GTO)은 근육이 늘어나거나 수축될 때 근육의 긴장을 감지합니다. 수축시 골지힘줄기관(GTO)이 활성화되면 수축억제 유도 – 자동반사. 스트레칭 시 골지힘줄기관(GTO)이 활성화되면 동작하는 근육의 근방추 활동을 억제하여 더 깊은 스트레칭을 하게 됩니다.

• 근 – 건 접합부위의 건에 위치하며 탄력있는 낭 속에 존재한다.
• 분포도는 근방추 섬유수의 1/3 또는 1/2 정도이다.
• 근섬유와 직렬형태로 배열되어 근장력에 민감하게 반응하며 또한 근수축과 이완의 속도에 의해서도 자극된다.
• Ib의 구심성 섬유를 매개로 배측 신경근절과 척수회백질의 전각세포에 정보를 제공하여 근방추의 운동신경을 통해 근장력을 조절한다.
• 기본적으로 긴 몸통의 모든 근육에는 힘줄 기관이 있고 몇 개의 편평한 넓은 근육(예: 횡격막)도 있습니다.
• 실제로 힘줄 안에 있지 않습니다. 일반적으로 musculotendinous junction에 앉습니다. 각 근육에는 여러 개가 있으며 2-3개의 운동 단위마다 하나씩 있는 것으로 보입니다. 따라서 근육당 적게는 10개에서 많게는 80개까지 있을 수 있습니다.
• 각 기관은 일반적으로 한쪽 끝은 힘줄에 부착되고 다른 쪽 끝은 여러(최대 50개) 근섬유 다발의 끝단에 부착된 긴 콜라겐 섬유 다발로 구성된 방추형 캡슐 구조입니다. 그것들은 근육 섬유 자체의 크기로 직경이 최대 70-150μm이고 길이가 최대 1000μm입니다. 각 기관의 캡슐은 그것을 신경지배하는 속근(유형 Ib) 구심성 섬유의 회음부의 연속입니다(그 안에는 수축성 조직이 없으며 원심성을 받지 않습니다 ). 장기 내에서 기계적 민감성 신경 종말은 콜라겐 섬유 사이에서 광범위하게 분기됩니다. 힘줄이 늘어나면 이 섬유들이 함께 밀려 감각 말단을 압축하고 탈분극시킵니다.

③ 근육과 건의 상호관계
• 근섬유가 최대한 단축되면 건섬유는 최대한 이완(신장)된다.
• 근육이 늘어나면 건은 장력이 느슨해져, 근방추의 Ia 구심성 섬유와 골지건의 Ib 구심성 섬유에 의해 전각세포에 정보가 전달되어 운동신경에 의한 근수축이 유도되면, 근의 길이는 짧아지고 건(Tendon)의 길이는 늘어나 장력이 유지된다.

 

근방추와 골지힘줄기관의 차이점

근방추와 골지힘줄기관의 주요 차이점을 아래에서 확인해 봅니다.

	근방추	골지힘줄기관
정의	작은 스핀들 모양의 구조	근육 힘줄 단위의 감각 구조
구성	수많은 분화된 근육 섬유가 방추 모양의 결합 조직 주머니에 둘러싸여 있습니다.	캡슐화 된 콜라겐의 꼬인 가닥
감각	근육이 늘어나는 속도와 길이 변화 감지	근육 긴장의 변화 감지
수축	예	아니요
역할	상호 억제 및 신장 반사에 관여	자가 억제에 관여
추외골격근조직	추외골격근과 평행하다	추외골격근과 직렬로 연결되어 있습니다.
자극	감각 및 운동 뉴런	그룹 Ib 구심성 뉴런

골격근의 수축과 이완은 자세와 움직임을 유지하는데 중요한 역할을 합니다.

 

운동단위 = 단일운동뉴런 + 근섬유
운동 뉴런은 소수에서 다수의 근육 섬유를 자극할 수 있습니다.

 

두 가지 유형의 운동 뉴런

✔ α-운동 뉴런, α-motoneurons
추외근섬유(extrafusal muscle fiber, 수축을 유발하는 섬유)를 자극합니다.

✔ γ-운동 뉴런, γ-motoneurons
근방추의 구성요소인 추내근섬유(intrafusal muscle fiber)를 자극합니다.
근방추 민감도 조절

✔ α-운동뉴런 및 γ-운동뉴런 공동활성화, α-motoneurons and γ-motoneurons co-activation
근방추가 근육 길이의 변화(예: 수축)에 민감하게 유지되도록 합니다.

근방추와 골지힘줄기관 차이점 (표 정리)

	기능	생리학
근 방 추	❏ 근육이 늘어나거나 수축될 때 휴식 길이로 되돌립니다.    ◾ 근방추 반사     ▸ 근육이 늘어남        • 방추외 근육이 길어졌다     ▸ 방추내 근육이 길어진다        • 추외근과 평행하다.     ▸ 감각 섬유의 활성화     ▸ α-운동뉴런과 γ-운동뉴런의 공동활성화     ▸ 방추외 섬유의 수축, 근방추의 민감도 유지	❒ 방추외 골격근과 평행 하다 ❒ 감각 및 운동 뉴런에 의해 자극됨    ▸ 감각: 그룹 Ia 및 II 구심성 뉴런    ▸ 모터:γ-운동뉴런
골지 힘줄 기관	❏ 수축력을 감지    ◾골지 힘줄 반사     ▸ 방추외 근육 수축     ▸ 골지건기관 활성화     ▸ 그룹 Ib 구심성(감각) 신경의 활성화억제제 개재뉴런의 활성화     ▸ α-운동 뉴런을 억제합니다.     ▸ 근육 이완        • 협력근 이완, 길항근 수축	❒ 추외골격근과 직렬로 연결되어 있습니다.    ◾ 추외근과 힘줄 사이에 주로 위치 ❒ 그룹 Ib 구심성 뉴런에 의해 자극됨

☑ 근방추와 골지힘줄기관의 차이점에 대해서 외국 자료를 원하신다면 아래 글을 참조해 보시길 바랍니다. [근방추와 골지힘줄기관 참조 사이트]

 

근방추와 골지힘줄기관 결론

근육이 너무 많이 또는 너무 빨리 늘어나면 근방추는 근육을 보호 메커니즘으로 수축시킵니다. 근방추는 근육 섬유 내에 있는 감각 수용체로 근육의 길이와 늘어나는 속도의 변화를 감지합니다. 근방추에 의해 생성된 근수축은 근육이 과도하게 늘어나는 것을 방지하는 역할을 합니다. 이는 과도하게 빠른 수축(현재의 근건 컨디셔닝이 허용하는 것 이상)으로 이루어지며 신장 또는 근신장 반사로 알려져 있습니다.

스트레칭으로 상당한 이점을 얻고 부상을 피하려면 적절한 워밍업 또는 스트레칭을 통해 근육을 점진적으로 늘려 골지 힘줄 기관(GTO – 또 다른 감각 수용체)에 충분한 양을 제공하여 근방추를 무시하는 것이 필수적입니다. 근방추를 무시하는 시간(20-30초). 골지건 기관은 근육이 너무 많은 긴장을 일으키거나 긴장의 변화가 너무 빨리 일어날 때 근육을 이완시켜 근육을 보호합니다. GTO는 힘줄 길이를 모니터링하고 뼈에 부착되는 근섬유 끝의 힘줄에서 발견됩니다.

이러한 방식으로 근육을 이완시키는 행위를 자가(자가 생성) 억제라고 합니다. 자가 억제의 예는 대흉근이 전체 운동 범위(수평 외전)를 통해 스스로를 보호하기 위해 수축한 다음 GTO가 근방추를 오버라이드할 때 이완되도록 허용함으로써 발생합니다. 상호(역) 억제는 작용제에 의한 수축으로 인해 길항제가 이완될 때 발생합니다. 예를 들어, 대둔근인 대둔근이 수축할 때 고관절 굴근은 상호 억제되고 강제로 이완됩니다.