[생화학] 22.2 : 조직 특이적 대사 조절 - muscle

 

 

 

이번에는 muscle cell(myocyte)에 대해 알아보자.

 

 

 

myocyte는 2가지 type으로 나눌 수 있는데, slow-twitch(red muscle)와 fast-twitch(white muscle)가 바로 그것임. red muscle의 경우 mitochondria를 많이 가지고 있으며, 느리지만 지속적인 oxidative phosphorylation에 의해 energy를 꾸준히 생산하고, 꾸준히 contraction할 수 있음. 반면 white muscle의 경우 mitochondria를 적게 가지고 있고, O2 delivery도 적음. 이 근육에서는 주로 glycolysis-dependent하게 ATP를 생산할 수 있기 때문에 상당히 빠르고 강하게 수축할 수 있으며, 대신 빨리 fatigue가 온다는 특징이 있음.

 

 

 

 

 

위 그림에도 나타나 있는 것처럼 장거리 경주를 하는 사람의 근육에는 oxidative phosphorylation을 통해 지속적으로 energy를 생산해줄 수 있는 red muscle이 많이 포함되어 있는 반면, 단거리 경주를 하는 사람의 근육에는 빠르고 폭발적으로 energy를 생산해줄 수 있는 white muscle이 많이 포함되어 있음.

 

 

 

 

 

 

한편 위 그림에도 나타나 있는 것처럼, light activity를 수행하거나, 혹은 쉬고 있을 때는 muscle contraction을 위한 energy를 fatty acid, ketone body, blood glucose로부터 주로 얻게 됨. 그러다가 heavy activity를 수행할 때에는 muscle glycogen, 혹은 phosphocreatine으로부터 energy를 얻게 됨.

 

 

 

 

 

위 그림 왼쪽에는 phosphocreatine이 creatine으로 탈인산화되는 과정에서 ATP가 생성되는 반응이 나타나 있음. 한편, 위 그림 오른쪽 data를 보면 rest 시기에는 phosphocreatine이 많다가, exercise를 할 시 phosphocreatine의 양은 적어지고(동시에 free phosphate의 양은 증가하고), 다시 recovery time을 줄 경우 phosphocreatine의 양이 다시 recovery된다는 것을 알 수 있음.

 

 

 

 

 

위 그림에 나타나 있는 것은 cori cycle임. 실제로 muscle에서 energy를 얻는 과정에서 많이 생긴 lactate는 liver로 전달된 뒤 비로소 glucose로 전환될 수 있음. 이 때의 cycle을 cori cycle이라고 함.

 

 

 

 

 

지금까지는 skeletal muscle에 대한 논의를 해봤음. heart muscle의 경우에도 비슷하지만, heart muscle은 보다 더 많은 mitochondria를 가지고 있음. (실제로 cell volume의 50% 정도가 다 mitochondria임)

 

 

 

 

 

위 그림을 보면, 중간에 actin-myosin contractile apparatus(fiber structure)가 존재하고 있고, 그 가쪽 부분에 mitochondria가 모여있는 구조가 있음을 알 수 있음. 그 밖에, heart muscle은 일반적으로 fatty acid로부터 energy를 공급받는다는 것도 특징임. 그리고 heart는 aerobic한 organ이므로, O2 supply가 중단되면 myocardial infraction이 유발되며 msucle이 죽음.

 

 

 

다음 포스트에서는 brain 특이적인 대사반응들에 대해 알아보자.