[축산식품가공학] 3.2 : 근수축의 기작 및 에너지대사 - 2

 

 

 

앞 편에서는 근육이 어떻게 수축하는지, 즉 신경 자극부터 액틴과 마이오신의 상호작용까지 전체 흐름을 살펴봤어요. 그런데 여기서 중요한 질문이 하나 남아요.

근육은 이 모든 과정을 움직일 에너지를 어디서 가져올까요?

답은 바로 ATP예요. 이번 글에서는 근육이 ATP를 어떻게 사용하고, 또 어떻게 만들어내는지 전체 흐름으로 정리해볼게요.

 

 

근수축에는 왜 ATP가 필요할까요?

 

 

근수축은 단순히 붙었다 떨어졌다 하는 과정이 아니에요. 에너지가 계속 들어가야만 유지될 수 있는 활동이에요.

ATP는 크게 두 가지 역할을 해요.

하나는 마이오신 머리가 액틴에서 떨어지도록 하는 역할이고, 또 하나는 ATP가 분해되면서 나오는 에너지를 이용해 다음 수축을 준비하는 역할이에요.

그래서 ATP가 부족해지면 마이오신이 액틴에서 떨어지지 못하게 되고, 근육이 굳어버리는 현상이 나타나는데, 이게 바로 사후강직의 원인이 되기도 해요.

 

ATP는 어디에서 사용될까요?

ATP는 근수축 과정에서 여러 곳에서 사용돼요.

먼저 Myosin ATPase가 ATP를 분해하면서 근수축에 필요한 직접적인 에너지를 만들어내요.

또 하나 중요한 곳은 Ca ATPase예요. 이 효소는 근소포체로 칼슘을 다시 끌어들이는 역할을 하는데, 이 과정에서도 ATP가 필요해요.

즉, ATP는 단순히 수축할 때만 쓰이는 게 아니라, 수축과 이완 모두에 필수적인 에너지라고 보면 돼요.

 

근육은 ATP를 미리 많이 저장하지 않아요

의외일 수 있는데, 근육 안에는 ATP가 많이 저장되어 있지 않아요. 저장된 ATP는 몇 초 정도밖에 사용하지 못하는 수준이에요.

그래서 근육은 계속해서 ATP를 만들어내야 해요. 이걸 위해 여러 가지 에너지 생성 시스템이 존재해요.

 

 

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가장 빠른 에너지 공급 : 크레아틴 인산

 

 

가장 먼저 사용하는 에너지 공급 방식은 크레아틴 인산(PCr, creatine kinase)이에요.

이건 아주 빠르게 ATP를 만들어낼 수 있는 시스템이에요. 크레아틴 인산이 가지고 있는 인산기를 ADP에 전달하면서 ATP를 재생성해요.

이 과정은 산소가 필요 없고 속도가 매우 빠르지만, 지속 시간이 짧아서 몇 초 정도밖에 유지되지 않아요.

 

중간 단계 에너지 : 해당작용

크레아틴 인산이 소모되면 다음으로 사용하는 게 해당작용(glycolysis)이에요.

이건 글리코겐이나 포도당을 분해해서 ATP를 만드는 과정이에요. 산소 없이도 진행될 수 있기 때문에 혐기적 대사라고도 불려요.

이 과정에서는 젖산이 생성되는데, 이게 쌓이면 근육이 피로해지는 원인이 되기도 해요.

그래서 격렬한 운동을 하면 근육이 타는 느낌이 드는 거예요.

 

가장 효율적인 에너지 : 산화적 인산화

가장 오래 지속할 수 있는 에너지 생성 방식은 산화적 인산화예요.

이건 미토콘드리아에서 일어나는 과정으로, 산소를 이용해서 ATP를 만들어내요.

속도는 상대적으로 느리지만, 효율이 높고 오랜 시간 동안 지속할 수 있다는 장점이 있어요.

그래서 장시간 운동이나 지속적인 근육 활동에는 이 방식이 주로 사용돼요.

 

 

적색근과 백색근의 에너지 차이

근육 종류에 따라 사용하는 에너지 방식도 달라요.

적색근은 미오글로빈과 미토콘드리아가 많아서 산소를 이용한 에너지 생성이 활발해요. 그래서 지구력이 필요한 활동에 적합해요.

반면 백색근은 산소 없이 빠르게 에너지를 만들어내는 데 유리해요. 대신 오래 지속되지는 못해요.

이 차이가 고기의 특성에도 영향을 주게 돼요.

 

 

에너지 시스템은 순차적으로 사용돼요

이 세 가지 에너지 시스템은 따로따로 작동하는 게 아니라, 상황에 따라 순차적으로 사용돼요.

처음에는 크레아틴 인산,
그 다음은 해당작용,
마지막으로 산화적 인산화

이렇게 이어지면서 근육이 계속해서 ATP를 공급받게 돼요.

 

이번 내용을 정리해보면 이렇게 볼 수 있어요.

근육은 ATP를 사용해서 수축하고,
ATP는 여러 가지 경로를 통해 계속 생성된다

그리고 이 에너지 시스템이 근육의 특성과 연결되면서, 결국 고기의 성질에도 영향을 주게 돼요.