반사성 근수축(reflexive muscle contraction)의 기전(stretch reflex)

[문형철]

관절이 불안정한 상태에서 움직이면 근육은 어떻게 될까? 

"반사성 근수축"을 유발하면서 근육은 수축한다.

반사성 근수축은 대개 통증을 유발하는 현상이지만 아직까지는 "생리적 현상"이다.

반사성 근수축에 의한 근육긴장(muscle spasm)이 해결되지 못하고 지속되면 

근수축과정에서 Ca이 축적되는 TrP가 발생하면서 "병리적 현상"이 된다.

생리적 현상인 반사성 근수축은 10초이내에 해결이 가능하다.

병리적 현상인 TrP는 치료하는데 1주일이 걸릴 수 있다.

반사성 근수축의 기전에 대해서 알아보자.

CMP 근육상식! 반사성 근수축(reflexive muscle contraction)의 5가지 기전

근육의 통증을 잘 치료하기 위해서는 생리적 현상으로 발생하는  근수축인 반사성 근수축(근육경련)에 대해서 잘 이해해야 한다. 반사성 근수축은 근육내 근방추와 건(tendon)의 골지건기관(golgi tendon organ)의 스트레치 반사반응에 의해서 발생한다. 우리가 움직일 때 근육내에 존재하는 근방추는 근육의 길이와 장력을 감지하여 척수와 뇌로 전달하여 근육의 길이와 장력이 적절한지를 알아내고, 반사적으로 근수축을 조절한다. 골지건기관은 근방추와 직렬로 연결되어 근수축과정에서 발생하는 장력(tension)을 감지하여 척수와 뇌로 전달하면서 적절한 근수축을 조절하는 기능을 한다. 

다섯가지 기전으로 반사성 근수축이 발생한다. 꼭 기억하자. 반사성 근수축이 오래지속되면 근육은 칼슘침착과 같은 발통점이 발생하고, 근육을 싸고 있는 근막은 섬유화 되면서 딱딱한 갑옷과 같은 섬유막 스웨터로 변하여 정상움직임에 장애를 초래한다는 사실을...

1. 손상부위 보호를 위한 반사성 근수축

인체 조직에 손상이 발생하면 근육과 신경의 생리적 반응으로 반사성 근수축이 발생한다. 이 반응은 더이상의 조직 손상을 방지, 인체를 보호하기 위해 발생하는 생리적 반응이다. 생리적 현상이지만 지속적인 반사성 근수축은 근육경련(muscle spasm)이고, 심하면 근육통이 발생한다.  이때 발생하는 근육경련 치료의 핵심은 손상부위 염증을 줄이는 것이기 때문에 얼음팩, 항염증약물(NSAIDs) 등이다. 

2. 관절 기능부전에 의한 반사성 근수축 

관절염은 염증이므로 1번과 같은 기전으로 반사성 근수축을 유발한다. 관절의 움직임이 제한되는 관절 기능부전은 특정 근육의 억제를 유발하면서 다른 근육들에 반사성 근수축을 유발할 수 있다.  그래서 적절한 관절가동술을 잘 적용하면 그 자리에서 관절통증과 반사성 근수축에 의한 통증을 치료할 수 있다. 

3. 발통점에 의한 반사성 근수축

발통점 (trigger point)은 대개 근육내 칼슘 저류(calcium deposit)로 발생하는 통증자극으로 반사성 근수축을 야기한다. 발통점으로 야기된 반사성 근수축은 오랜 시간 동안 근육을 이완시킬 수 없기 때문에 통증뿐만 아니라 근육의 기능부전을 야기한다. 그 결과 발통점-반사성근수축-근육기능부전-관절부딪힘악화-관절기능부전- 반사성 근수축의 악화사이클이 발생한다. 이때 가장 효과적인 치료법은 정확한 의학적 고립 근육스트레칭(isolated muscle stretching)이다. 

4. 스트레스에 의한 반사성 근수축  

심한 스트레스가 지속되면 반사성 근수축에 의한 근육경련이 발생한다. 이를 변연계 근육경련(limbic spasm)이라고 한다. 스트레스 반응은 교감신경의 흥분을 야기하고 근방추의 스트레치 반응을 과활성화하여 반사성 근수축을 유발할 수 있다. 스트레스를 많이 받는 현대인들에게 흔한 근육통이다. 

그래서 어떤 치료행위를 할 때 환자가 불안해하며 비정상적으로 긴장하면 반사성 근수축에 의해 통증이 악화되는 경우가 많다. 예를들어 침치료 때 한의사를 믿고 편안하게 몸을 이완하는 환자는 치료가 잘되고, 침자극에 비정상적으로 긴장하는 환자는 치료가 잘 안되는 이유가 여기에 있다. 

5. 과사용에 의한 반사성 근수축

인체의 모든 움직임은 근육에 의해서 일어난다. 근육을 오래 사용할 수 있는 능력인 근지구력의 한계를 벗어난 근육의 과사용, 근육이 버틸수 있는 한계인 근력을 벗어난 움직임에 의한 과도한 수축은 지연성 근육통을 유발할 뿐만 아니라 반사성 근수축을 유발한다. 그래서 근지구력, 근력강화를 위한 치료적 운동을 시행한 즉시 스트레칭을 시행하여 반사성 근수축에 의한 근육통이 지속되는 것을 방지해야 한다. 

When a muscle lengthens, the muscle spindle is stretched and its nerve activity increases. This increases alpha motor neuron activity, causing the muscle fibers to contract and thus resist the stretching. A secondary set of neurons also causes the opposing muscle to relax. The reflex functions to maintain the muscle at a constant length.

근육이 늘어날때, 근방추가 늘어나고 근방추 신경의 활성이 증가함. 근방추 활성의 증가는 알파운동신경을 활성화를 증가시키고, 근섬유가 수축하도록 유도함. 그래서 스트레칭에 저항함. 이차적인 신경원은 반대측 길항근을 이완함. 이 스트레치 반사는 근육의 길이를 적절하게 유지함. 

참고) 우리가 임상에서 겪는 스트레치 반사에 의한 근수축(muscle spasm)은 위와같은 정상상황에서 발생하는 것이 아님.

비정상적인 반사성근수축이 발생하는 상황

1) TrP and taut band가 있을 때

2) tendinopathy가 있을때

3) joint pain and dysfunction이 있을때

4) nerve entrapment가 있을때

5) 조직손상이 있을때

The stretch reflex (myotatic reflex) is a muscle contraction in response to stretching within the muscle. It is a monosynaptic reflex which provides automatic regulation of skeletal muscle length.

스트레치 반사(정적 근육반사)는 근육안에서 늘어남에 반응하여 근육이 수축되는 것임. 이것은 Monosynaptic reflex로 자동적인 근육길이 조절에 기여함. 

When a muscle lengthens, the muscle spindle is stretched and its nerve activity increases. This increases alpha motor neuron activity, causing the muscle fibers to contract and thus resist the stretching. A secondary set of neurons also causes the opposing muscle to relax. The reflex functions to maintain the muscle at a constant length.

근육이 늘어날때, 근방추가 늘어나고 근방추 신경의 활성이 증가함. 근방추 활성의 증가는 알파운동신경을 활성화를 증가시키고, 근섬유가 수축하도록 유도함. 그래서 스트레칭에 저항함. 이차적인 신경원은 반대측 길항근을 이완함. 이 스트레치 반사는 근육의 길이를 적절하게 유지함. 

Gamma motoneurons regulate how sensitive the stretch reflex is by tightening or relaxing the fibers within the spindle. There are several theories as to what may trigger gamma motoneurons to increase the reflex's sensitivity. For example, gamma co-activation might keep the spindles taut when a muscle is contracted, preserving their stretch-sensitivity even as the muscle fibers become shorter. Otherwise the spindles would become slack and the reflex would cease to function.

감마운동신경원은 스트레치 반사가 어떻게 근육의 길이를 조절하는지를 설명함. 근방추내에서 근섬유를 이완하거나 짧아짐에 의해서 

감마운동신경원이 스트레치반사의 감수성을 증가시키는 방아쇠 역할을 하는 것에 관한 몇가지 이론이 있음. 

예를들어 감마상호활성은 근육이 수축할때 근방추를 taut하도록 유지할 수 있음. ....

This reflex has the shortest latency of all spinal reflexes including the Golgi tendon reflex and reflexes mediated by pain and cutaneous receptors.

스트레치 반사는 골지건반사를 포함한 척수반사의 짧은 지연을 가짐. 이 반사는 통증과 피부 수용기에 의해서 매개됨. 

[문형철]

근육이 늘어날때, 근방추가 늘어나고 근방추 신경의 활성이 증가함. 근방추 활성의 증가는 알파운동신경을 활성화를 증가시키고, 근섬유가 수축하도록 유도함. 그래서 스트레칭에 저항함. 이차적인 신경원은 반대측 길항근을 이완함. 이 스트레치 반사는 근육의 길이를 적절하게 유지함.

[정일영]

반사성 근수축의 기전

감사합니다

[정일영]

반사성 근수축 복습

1. 손상부위 보호를 위한 반사성 근수축
2.관절 기능부전에 의한 반사성 근수축
3.발통점에 의한 반사성 근수축
4.스트레스에 의한 반사성 근수축
5.과사용에 의한 반사성 근수축

[문형철]

정일영 오랜만이네요 ㅎㅎ


위 상황을 한마디로 정리하면 '통증'이 있을 때,
근육-뇌는 손상을 보호하기 위해서 지속적인 반사성 근수축(muscle spam)을 일으킨다.
지속적인 근수축은 ATP를 고갈시키고
칼슘침착 --> TrP가 생긴다.

TrP는 통증, 연관통, 근육기능부전, .. 그리고 근육 짧아짐을 유발한다.
근육이 짧아진 상태에서 관절이 움직이면 관절은 비정상적인 부딪힘을 유발하고 연골이 손상된다.
근육이 짧아졌다는 뜻은 근육 길이-장력관계 이론에 의해서 근력이 약해진다.

악순환을 반복한다.....

여기까지 확장해야 해요 ㅎㅎㅎ

[정일영]

문형철 안녕하세요! 추가적인 설명 감사합니다 ㅎㅎ 최근해주신 특강도 잘 들었습니다 감사합니다!! 오늘도 파이팅입니다 ㅎㅎ