근육의 힘 발생에는 여러가지 변수가 있다.
근육의 힘
근육의 힘은 여러 가지 요인에 의해 영향을 받습니다. 아래에서는 근육의 힘에 영향을 미치는 주요 변수들을 자세히 알아보겠습니다.
① 길이-힘 관계(Length-Force Relation)
근육이 발휘하는 힘이나 긴장은 근육이 자극을 받았을 때의 액틴과 미오신의 길이에 따라 변화한다. 최적의 근길이는 휴식시의 길이보다 약 1.2배 길며, 액틴과 미오신이 최대수의 교차결합을 형성할 수 있는 길이를 말한다.
• 최대의 힘은 근섬유가 느슨하거나 또는 최적의 길이일 때 발생한다.
• 섬유의 길이가 너무 짧거나 너무 이완되어 있으면 근의 힘은 감소된다. 즉 근이 약화된다.
• 섬유의 길이가 최적의 길이보다 길어지면 근긴장은 점차적으로 감소한다.
② 하중-속도 관계(Load-Velocity Relation)
단축성 수축에서 짧아지는 속도는 외부 하중과 반비례한다. 외부 하중이 0이면 속도는 가장 빠르고 하중이 증가하면 근육은 서서히 수축한다. 근육이 견딜 수 있는 최대 힘과 외부 하중이 같을 때에는 단축 속도는 0이 되고 근육은 등척성 수축을 한다. 하중이 더욱 증가하면 이완성 수축을 한다.
③ 힘-시간 관계(Force-Time Relation)
근육에 발생된 힘은 수축 시간이 길면 길수록 더욱 크게 증가하여 최고 긴장감에 도달하게 된다.
④ 힘-속도 관계(Force-Velocity Relation)
• 등척성·이완성(원심성) 수축은 단축성(구심성) 수축보다 큰 힘을 발휘한다.
• 이완성(원심성) 수축은 속도가 빠를수록 힘이 증가되나, 어느 수준에 도달하면 평형을 유지하게 된다.
⑤ 프리스트레칭 효과
근육이 단축성으로 수축된 상태에서 신장된 후, 신속히 짧아질 때 더 큰 힘이 나온다. 안정시의 길이보다 120% 신전되었다가 수축되면 최대의 힘이 나오는데 이를 ‘prestretching’ 이라 하며 여기에는 근의 작용과 반작용의 원리가 적용된다.
예 : 축구에서 공을 강하게 차려면 무릎을 구부리고 대퇴 사두근을 앞으로 뻗은 다음 무릎을 편다.
⑥ 온도의 효과(Effect of Temperature)
온도의 상승은 근절(Sarcomere)을 주행하는 신경의 전도속도를 증가시켜 근력을 증가시키고, 근육대사의 효소를 촉진해 교원(Collagen)섬유의 탄력성을 증가시켜 근력을 증가시킨다.
근육의 온도는 운동 전의 워밍업에 의해 발생되는 혈류량의 증가와, 수축 구성성분의 활주운동시 발생하는 마찰에 의해 증가된다.
그외에 고려해 볼 만한 요소들
근육 크기와 근육 단면적
근육의 크기와 단면적은 근육이 발달하고 힘을 발휘하는 데 중요한 역할을 합니다. 보통 근육이 크고 단면적이 큰 경우, 더 많은 근육 섬유가 있는 만큼 더 많은 힘을 발생시킬 수 있습니다.
근육 섬유 종류
근육은 서로 다른 종류의 근육 섬유로 구성되어 있습니다. 주로 두 종류의 근육 섬유인 빠른 경로근육섬유(fast-twitch muscle fibers)와 느린 경로근육섬유(slow-twitch muscle fibers)가 있습니다. 빠른 경로근육섬유는 큰 힘을 발휘하지만, 빠른 속도로 피로될 수 있습니다. 반면에 느린 경로근육섬유는 작은 힘을 발휘하지만, 오랜 시간 동안 지속적으로 작동할 수 있습니다.
근육 조절 신경 체계
운동 시 근육을 조절하는 데에는 중추신경계와 근육 사이의 상호작용이 중요합니다. 신경 체계는 근육 섬유에 신호를 보내어 활성화하고 조절하는 역할을 합니다. 좋은 신경-근육 연결은 근육의 힘을 극대화하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
근육 수축력
근육은 수축력을 통해 힘을 발휘합니다. 수축력은 근육 섬유 내부에서 근육 단백질이 상호작용하면서 생성됩니다. 이를 통해 근육은 길이를 단축시키고 힘을 발생시킬 수 있습니다.
혈류와 영양 공급
근육이 힘을 발휘하기 위해서는 충분한 혈류와 영양 공급이 필요합니다. 혈액은 산소와 영양분을 근육에 공급하며, 이를 통해 에너지 생산과 근육 회복에 중요한 역할을 합니다.
운동과 훈련
근육의 힘은 운동과 훈련에 의해 크게 개선될 수 있습니다. 근육은 운동에 적응하고 증가할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 일정한 운동과 근력 훈련은 근육을 강화하고 힘을 증가시킬 수 있습니다.
이외에도 유전적 요인, 연령, 성별, 건강 상태, 호르몬 수준, 온도 등 여러 가지 다른 요인들도 근육의 힘에 영향을 줄 수 있습니다.
