골지힘줄기관
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1. 개요
골지힘줄기관은 힘줄 내에 위치한 감각 수용기로, 근육이 생성하는 힘을 감지하여 중추신경계에 전달하는 역할을 한다. 콜라겐 섬유 다발로 구성된 구조이며, Ib형 감각 신경 섬유가 얽혀 있어 근육의 힘에 반응한다. 골지힘줄기관은 척수 반사, 소뇌 및 대뇌 피질로의 정보 전달을 통해 근육 수축을 조절하고, 보행과 같은 움직임에도 관여한다. 과거에는 과도한 힘으로부터 근육을 보호하는 역할만 하는 것으로 여겨졌으나, 이후 연구를 통해 다양한 기능을 수행한다는 것이 밝혀졌다.
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| 골지힘줄기관 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 라틴어 명칭 | organum sensorium tendinis |
| 전구체 | 해당 없음 |
| 계통 | 근골격계 |
| 위치 | 골격근 |
| 상세 정보 | |
| 기능 | 고유수용성 감각 수용체 기관 |
2. 구조
골지힘줄기관은 콜라겐(내근육 다발)의 꼬인 가닥으로 구성되어 있으며, 힘줄의 다른 부분보다 덜 조밀하고 캡슐로 싸여 있다.[2] 캡슐은 한쪽 끝에서 추종 회로와 추외근 섬유 그룹과 연결되어 있고, 다른 쪽 끝에서는 힘줄과 합쳐진다. 각 캡슐은 길이가 약 1mm, 지름은 약 0.1mm이며, 하나 이상의 구심성 Ib형 감각 신경 섬유(Aɑ 섬유)에 의해 관통되는데, 이는 매우 빠르게 신경 임펄스를 전달할 수 있는 크고 (12-20μm) 수초가 있는 축삭이다.[4][5]
2. 1. 캡슐 구조
콜라겐(내근육 다발)의 꼬인 가닥으로 구성되어 있으며, 이는 힘줄의 다른 부분보다 덜 조밀하고 캡슐로 싸여 있다.[2] 캡슐은 한쪽 끝에서 일련의 추종 회로(단일 경로를 따라)와 추외근 섬유(10-20개 섬유[3]) 그룹과 연결되어 있고, 다른 쪽 끝에서는 힘줄 자체로 합쳐진다. 각 캡슐은 길이가 약 1mm이고, 지름은 약 0.1mm이며, 하나 이상의 구심성 Ib형 감각 신경 섬유(Aɑ 섬유)에 의해 관통되는데, 이는 매우 빠르게 신경 임펄스를 전달할 수 있는 크고 (12-20μm)의 수초가 있는 축삭이다. 캡슐 내부에서 구심성 섬유는 수질 초를 잃고 분기되어 콜라겐 섬유와 얽히며 콜라겐 가닥 사이에서 납작한 잎 모양의 종말을 형성한다.[4][5]2. 2. 신경 분포
골지힘줄기관의 몸체는 콜라겐(내근육 다발)의 꼬인 가닥으로 구성되어 있으며, 힘줄의 다른 부분보다 덜 조밀하고 캡슐로 싸여 있다.[2] 캡슐은 한쪽 끝에서 일련의 추종 회로(단일 경로)와 추외근 섬유 (extra-fusal muscle fiber|영어 10-20개 섬유[3]) 그룹과 연결되어 있고, 다른 쪽 끝에서는 힘줄 자체로 합쳐진다. 각 캡슐은 길이가 약 1mm이고, 지름은 약 0.1mm이며, 하나 이상의 구심성 Ib형 감각 신경 섬유(Aɑ 섬유)에 의해 관통되는데, 이는 매우 빠르게 신경 임펄스를 전달할 수 있는 크고 (12μm-20μm)의 수초가 있는 축삭이다. 캡슐 내부에서 구심성 섬유는 수질 초를 잃고 분기되어 콜라겐 섬유와 얽히며 콜라겐 가닥 사이에서 납작한 잎 모양의 종말을 형성한다.[4][5]3. 기능
골지 힘줄 기관은 근육이 힘을 낼 때 발생하는 힘의 크기를 감지하여 척수로 전달하고, 이를 통해 근육 수축을 조절하는 신장 반사와 같은 반사 작용과 뇌의 운동 조절에 기여한다.
힘줄 기관은 높은 변형뿐만 아니라 전체 생리적 범위에서 근육의 힘을 신호한다.[7][8]
이동 중 Ib 입력은 수용체를 갖는 근육의 운동 뉴런을 억제하기보다는 흥분시키며, 보행의 지지기 및 유각기 간의 전환 시점에 영향을 미친다.[9] 자가성 흥분으로의 전환은 양성 되먹임의 한 형태이다.[10]
소뇌로의 상행성 또는 구심성 신경 섬유 경로는 배측 및 복측 척수소뇌로이며, 인체 근골격계의 움직임 조절과 관련이 있다.
3. 1. 힘 감지 기전
근육이 힘을 생성할 때, 감각 종말이 압축된다. 이 신장은 Ib 구심성 축삭의 종말을 변형시켜 신장 감지 양이온 채널을 연다. 결과적으로 Ib 축삭이 탈분극되고 활동 전위를 발생시켜 척수로 전파된다. 활동 전위 빈도는 근육 내 10-20개의 외근 섬유에 의해 생성되는 힘을 신호한다. 힘줄 기관 집단의 평균 활동 수준은 전체 근육의 힘을 나타낸다.[4][7]Ib 감각 되먹임은 근육 수축을 제어하는 신장 반사 및 상위 척수 반응을 생성한다. Ib 구심성 신경은 뇌 소뇌 및 대뇌 피질로 투사되는 척수 내 사이신경세포와 시냅스를 형성한다. 골지 힘줄 반사는 근육 수축력을 조절하는 데 도움이 된다. 이는 Ib와 관련이 있다. 힘줄 기관은 높은 변형뿐만 아니라 전체 생리적 범위에서 근육의 힘을 신호한다.[7][8]
이동 중 Ib 입력은 수용체를 갖는 근육의 운동 뉴런을 억제하기보다는 흥분시키며, 보행의 지지기 및 유각기 간의 전환 시점에 영향을 미친다.[9] 자가성 흥분으로의 전환은 양성 되먹임의 한 형태이다.[10]
소뇌로의 상행성 또는 구심성 신경 섬유 경로는 배측 및 복측 척수소뇌로이다. 이들은 인체 근골격계의 움직임 조절과 관련이 있다.
3. 2. 척수 반사
근육이 힘을 생성할 때 감각 종말이 압축된다. 이 신장은 Ib 구심성 축삭의 종말을 변형시켜 신장 감지 양이온 채널을 연다. 결과적으로 Ib 축삭이 탈분극되고 활동 전위를 발생시켜 척수로 전파된다. 활동 전위 빈도는 근육 내 10-20개의 외근 섬유에 의해 생성되는 힘을 신호한다. 힘줄 기관 집단의 평균 활동 수준은 전체 근육의 힘을 나타낸다.[4][7]
Ib 감각 되먹임은 근육 수축을 제어하는 신장 반사 및 상위 척수 반응을 생성한다. Ib 구심성 신경은 뇌 소뇌 및 대뇌 피질로 투사되는 척수 내 사이신경세포와 시냅스를 형성한다. 골지 힘줄 반사는 근육 수축력을 조절하는 데 도움이 된다. 이는 Ib와 관련이 있다. 힘줄 기관은 높은 변형뿐만 아니라 전체 생리적 범위에서 근육의 힘을 신호한다.[7][8]
이동 중 Ib 입력은 수용체를 갖는 근육의 운동 뉴런을 억제하기보다는 흥분시키며, 보행의 지지기 및 유각기 간의 전환 시점에 영향을 미친다.[9] 자가성 흥분으로의 전환은 양성 되먹임의 한 형태이다.[10]
소뇌로의 상행성 또는 구심성 신경 섬유 경로는 배측 및 복측 척수소뇌로이다.
3. 3. 상위 중추 조절
Ib 감각 피드백은 근육 수축을 제어하는 신장 반사 및 상위 척수 반응을 생성한다. Ib 구심성 신경은 뇌의 소뇌 및 대뇌 피질로 투사되는 척수 내 사이신경세포와 시냅스를 형성한다. 골지 힘줄 반사는 근육 수축력을 조절하는 데 도움이 되며, Ib와 관련이 있다. 힘줄 기관은 높은 변형뿐만 아니라 전체 생리적 범위에서 근육의 힘을 신호한다.[7][8]이동 중 Ib 입력은 수용체를 갖는 근육의 운동 뉴런을 억제하기보다는 흥분시키며, 보행의 지지기 및 유각기 간의 전환 시점에 영향을 미친다.[9] 자가성 흥분으로의 전환은 양성 되먹임의 한 형태이다.[10]
소뇌로의 상행성 또는 구심성 신경 섬유 경로는 배측 및 복측 척수소뇌로이다. 이들은 인체 근골격계의 움직임 조절과 관련이 있다.
3. 4. 보행 조절
근육이 힘을 생성할 때, 골지 힘줄 기관의 감각 종말이 압축된다. 이 신장은 Ib 구심성 축삭의 종말을 변형시켜 신장 감지 양이온 채널을 연다. 결과적으로 Ib 축삭이 탈분극되고 활동 전위를 발생시켜 척수로 전파된다. 활동 전위 빈도는 근육 내 10-20개의 외근 섬유에 의해 생성되는 힘을 신호한다. 힘줄 기관 집단의 평균 활동 수준은 전체 근육의 힘을 나타낸다.[4][7]Ib 감각 되먹임은 근육 수축을 제어하는 신장 반사 및 상위 척수 반응을 생성한다. Ib 구심성 신경은 뇌 소뇌 및 대뇌 피질로 투사되는 척수 내 사이신경세포와 시냅스를 형성한다. 골지 힘줄 반사는 근육 수축력을 조절하는 데 도움이 된다. 이는 Ib와 관련이 있다. 힘줄 기관은 높은 변형뿐만 아니라 전체 생리적 범위에서 근육의 힘을 신호한다.[7][8]
이동 중 Ib 입력은 수용체를 갖는 근육의 운동 뉴런을 억제하기보다는 흥분시키며, 보행의 지지기 및 유각기 간의 전환 시점에 영향을 미친다.[9] 자가성 흥분으로의 전환은 양성 되먹임의 한 형태이다.[10]
소뇌로의 상행성 또는 구심성 신경 섬유 경로는 배측 및 복측 척수소뇌로이다. 이들은 인체 근골격계의 움직임 조절과 관련이 있다.
4. 역사
1967년까지 골지힘줄기관은 역치가 높아서 근육에 높은 힘이 가해질 때만 활성화되는 것으로 여겨졌다. 결과적으로 힘줄 기관의 입력은 과도한 힘으로부터 근육과 힘줄을 보호하는 칼날반사를 통해 "역도 실패"를 유발한다고 생각했다. 그러나 이러한 전제는 1967년 제임스 호크(James Houk)와 엘우드 헤네만(Elwood Henneman)에 의해 잘못된 것으로 밝혀졌다.[11]
참조
[1]
서적
Skeletal muscle : form and function
Human Kinetics
2006
[2]
서적
Gray's Clinical Neuroanatomy: The Anatomic Basis for Clinical Neuroscience
Elsevier Saunders
[3]
간행물
[4]
간행물
[5]
간행물
[6]
서적
Ganong's Review of Medical Physiology
McGraw-Hill
[7]
논문
Ensemble firing of muscle afferents recorded during normal locomotion in cats
[8]
논문
Tendon organs of cat medial gastrocnemius: responses to active and passive forces as a function of muscle length
http://jn.physiology[...]
2011-11-15
[9]
논문
Proprioceptive input resets central locomotor rhythm in the spinal cat
[10]
논문
Positive Force Feedback Control of Muscles
http://jn.physiology[...]
2011-11-15
[11]
논문
Responses of Golgi tendon organs to active contractions of the soleus muscle of the cat
http://jn.physiology[...]
[12]
웹사이트
Golgi tendon organ
https://www.kmle.co.[...]
대한의협 의학용어 사전
[13]
서적
Skeletal muscle : form and function
https://archive.org/[...]
Human Kinetics
2006
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