골격근의 구조

 인체에는 400여개 이상의 근육이 있으며 체중은 약 45%를 차지한다. 근육의 약 75%는 수분이며, 20%는 단백질, 나머지 5%는 지방, 탄수화물, 고에너지 인산염, 무기질로 구성되어 있다. 
 근육의 구조
 개개의 근육들은 다른 근육들로부터 분리되어 있으며 근막이라고 불리는 결합조직에 의해 둘러싸여 있다. 전체 근육을 감싸고 있는 근막 바로 밑에는 근 외막이라고 부르는 결합조직 층이 있다. 근 외막에서 안으로 들어가면 근육은 많은 숫자의 근섬유를 포함하고 있는 뭉치들로 나누어진다. 근섬유의 한 묶음은 근 주막으로 에워싸여 있다. 근섬유들의 이러한 하나의 묶음을 근속이라고 부른다. 근속 내의 각 근섬유는 근 내막으로 알려진 또 다른 결합조직으로 둘러싸여 있다. 그러므로 골격근의 모든 부분은 여러 층의 결합조직으로 둘러싸여 있으며 이러한 결합조직들로 서로 연결되어 있다.
 근속 내에는 많은 근섬유가 있으며 가장 굵은 근섬유의 직경이 인간의 머리카락 두께 정도이므로 근섬유의 굵기를 상상할 수 있을 것이다. 이러한 근섬유 내부에 근원섬유라고 부르는 더 작은 섬유들이 포함되어 있으며 또한 근원섬유 내에는 수백 개의 실처럼 생긴 단백질 세사가 들어 있다. 부피가 큰 근육도 기본적으로는 미세한 단백질 세사로 구성되어 있음을 이해하는 것이 중요하다. 
 단백질 세사는 2개의 단백질 세사가 규칙적으로 배열되어 있다. 굵은 단백질은 마이오신 이며 가늘고 실처럼 생긴 단백질 세사는 액틴이다.

 하나의 운동신경과 그 운동신경이 자극하는 또는 연결되어 있는 모든 근섬유를 운동단위라고 부른다. 운동신경과 운동단위는 다음과 같이 구별할 수 있다. 운동신경은 척수에서부터 근육으로 전기적 자극을 전달하는 신경이며 운동단위는 운동신경 외에도 운동신경에 연결된 모든 근섬유를 포함하기 때문에 좀 더 포괄적이다. 
 근육의 기능에 따라 운동신경과 연결된 근섬유의 숫자에 차이가 있다. 허벅지 근육과 같이 큰 힘을 발휘하는 부피가 큰 근육에는 하나의 운동신경이 수백 개의 근섬유와 연결되어 있다. 하지만 눈 부위와 근육처럼 정교한 동작이 요구되는 근육에는 하나의 운동신경에 5~10개 정도의 근섬유가 연결되어 있다. 동작이 복잡해질수록 동작의 다양성을 가져오기 위하여 소수의 근섬유가 운동신경에 연결되어 있다.
 전기적 자극이 운동신경을 따라서 근섬유에 전달되면 섬유는 수축한다. 근섬유의 수축 현상에서 단계적 수축이란 없다. 즉 최대로 수축하든지 또는 전혀 수축을 하지 않는데 이러한 현상을 실무율이라고 부른다. 또한 운동신경에 연결된 모든 근섬유가 동시에 수축한다.
 비록 모든 골격근의 수축 과정이 동일하더라도 모든 근섬유가 같은 구조적, 생화학적. 그리고 기능적 특성을 가진 것은 아니다. 그러므로 골격근 섬유는 이러한 다양한 기준에 따라 각기 다르게 분류할 수 있다. 가장 흔히 사용되는 기준은 근섬유의 수축력과 수축 속도이며 크게 두 가지로 구분한다. 
 먼저 지근섬유는 굵기가 가는 운동신경에 연결되어 있으며, 수축반응이 느리고 운동강도가 낮은 신체활동에 사용되며, 쉽게 피로해지지 않는다. 
 그와는 달리 속근섬유는 굵은 운동신경에 연결되어 있으며, 빠른 수축반응을 보이고, 운동강도가 높은 신체 활동에 사용되며, 또한 빨리 피로해진다.
 
 근육이 수축할 때 발휘되는 힘의 정도는 운동신경의 자극 빈도와 자극되는 운동단위의 숫자에 좌우된다. 만일 운동단위가 한 번만 자극되면 그리 큰 힘이 발휘되지 않는다. 하지만 자극의 빈도가 증가하면 운동단위가 발휘할 수 있는 힘이 가중되면서 훨씬 큰 힘이 발휘될 수 있다. 손과 같이 부피가 적은 근육에서 이러한 방법을 통하여 발휘하는 힘의 강약이 조절된다. 이러한 근육에서는 심지어 가벼운 부하의 경우에도 대부분의 운동단위가 낮은 빈도로 자극된다. 큰 힘의 발휘가 요구될 때는 각 운동단위의 자극 빈도를 증가시킴으로써 전체 근육이 발휘하는 힘을 증가시킨다.
 또 다른 방법은 자극되는 운동단위의 숫자를 변화시키는 것이다. 허벅지와 같이 부피가 큰 근육의 경우 동원되는 운동단위가 거의 최대의 빈도로 자극된다. 그러므로 이러한 근육에 의해 발휘되는 힘의 증가는 운동단위를 추가로 동원하게 시킴으로써 이뤄진다. 
 근력 향상을 위해서는 무거운 부하로 운동해야만 한다. 가벼운 부하로 많은 횟수를 운동하는 방법은 근육 속에 있는 대부분의 운동단위를 자극할 수 있다. 즉 어느 운동단위가 피로해지면 다른 운동 단위들을 자극하지는 않는다. 많은 숫자의 운동단위가 동시에 자극되도록 신경과 근육을 훈련하지 않는다면 근력의 괄목할 만한 증가를 가져오기가 어려울 것이다.
 웨이트 트레이닝에 따른 근본적인 변화 중의 하나는 근육 크기의 증가이다. 이러한 변화는 근섬유의 크기 증가에 따른 것이며 근섬유의 숫자에는 아무런 변화가 없다. 
 일부 동물연구에서 근섬유가 분리되거나 또는 숫자가 증가한다고 보고하였지만, 그러한 이론이 인간의 근비대를 설명하기에는 더 많은 연구가 요구된다. 근섬유의 크기 증가는 근원섬유의 크기와 숫자의 증가에서 비롯된다. 이것은 근섬유 내에 더 많은 숫자의 단백질 세사가 첨가된다는 것을 의미하며 이러한 현상은 근육 내의 다른 근섬유에서도 일어나기 때문에 결과적으로 전체 근육의 크기 증가로 나타난다. 
 근섬유 크기의 증가는 두 가지 다른 유형에서 동일하게 일어나지 않는다. 웨이트 트레이닝을 실시할 경우 트레이닝에 따른 근육 발달은 각 근육의 근섬유 비율에 많은 영향을 받을 것이다. 즉 근육의 속근섬유 비율이 낮은 사람은 웨이트 트레이닝으로 거둘 수 있는 근육 부피의 증가는 잠재적으로 제한될 것이다. 이러한 근섬유의 비율 자체가 웨이트 트레이닝에 따른 각 개인의 근육 발달 차이를 일부 설명할 수 있을 것이다.