주동근(agonist), 협력근(synergist), 길항근(antagonist)으로 알아보는 근육 불균형(muscle imbalance)

 김형욱의 칼럼언어

 흔히 근육 불균형(muscle imbalance)하면 얀다(Janda)의 교차증후군(cross syndrome)을 떠올리기 쉽습니다. 얀다는 일부 근육들이 교차적으로 특정 규칙에 의거하여 긴장(tightness) 및 단축(shortening), 그리고 약화(weakness) 및 신장(lengthening)에 따른 근육 불균형(muscle imbalance)의 교차증후군(cross syndrome)을 정립하였습니다. 해당 이론은 오늘날까지 여러 분야에서 적용되고 있으며, 그 분야는 의학(medicine), 물리치료학(physical therapy), 운동학(kinematics) 등이 됩니다.
 하지만 오늘날의 근육 불균형(muscle imbalance)에 대한 개념은, 얀다(Janda)가 정립했던 교차증후군(cross syndrome)을 넘어선 좀 더 포괄적인 범주를 이룹니다. 근육의 긴장도(tension) 및 길이(length) 변화뿐만 아니라, 비대칭적인 부피(volume)나 근력(strength) 차이, 그리고 본 포스팅에서 다루게 될 근육의 활동력(activity) 등에 의한 것들도 포함됩니다. 물론 이러한 생리학적(physiological), 역학적인(mechanical) 모든 변화는 또 다른 요인에도 영향을 미쳐 근육 불균형(muscle imbalance)을 더욱 부추길 수 있습니다.

 

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 근육 활동(muscle activity)에 따른 분류

 인체 내의 골격(skeleton)에 부착된 골격(skeletal muscle)근으로 인해 우리는 관절(joint)을 움직일 수 있습니다. 겉보기상으로 하나의 관절(joint)만을 사용하여 움직일지라도, 이때 참여하게 근육은 단일 종류가 아니라 둘 이상의 근육들이 참여(recruitment)하게 됩니다. 다시 말해, 모든 움직임 중에서 특정 움직임 하나하나에는 둘 이상의 근육의 활동(activity)으로 움직일 수 있게 된다는 의미입니다. 이렇듯 근육은 특정 움직임(specific movement)에 대해서 동시다발적으로 수축(contraction)하게 되며, 이들의 역할을 소위 말해서 근육 활동(muscle activity)이라 명명합니다.
 근육 활동(muscle activity)에 대한 하위 그룹으로는 더욱 다양하게 나눌 수 있지만, 일반적으로 크게 세 가지 형태로 구분합니다. 이 세 가지는 각각 주동근(agonist), 협력근(synergist), 길항근(antagonist)이라는 개념입니다.

 주동근(agonist)

 주동근(agonist)이란, 특정 움직임을 수행함에 있어서 주도적으로 사용되어 가장 큰 힘(main force)을 내는 근육입니다.
 관절 각도(joint angle)의 변화를 불러일으키는 데에 있어서, 주동근(agonist)은 가장 직접적으로 작용(action)하게 되는 근육입니다. 저는 주동근(agonist)을 대장격의 근육으로 비유합니다. 특정 움직임(specific movement)을 만들어내기 위해 참여(recruitment)하는 근육 중에서 대장이라고 할 수 있습니다.
 예를 들어, 주관절(joint)을 구부리는 동작에서의 주동근(agonist)은 상완근(brachialis)이라고 할 수 있습니다. 상완근(brachialis)은 주관절(elbow joint) 굴곡 움직임 시에 가장 큰 힘(main force)을 발휘합니다. (일부 상완이두근(biceps brachii)으로 오해하는 경우가 있는데, 주관절(elbow joint) 굴곡(flexion)의 역학적인 힘(mechanical force)의 크기는 상완근(brachialis)이 가장 큽니다.)

 

 협력근(synergist)

 협력근(synergist)이란, 주동근(agonist)을 도와 보조적으로 활동하는 근육입니다.
 움직임을 만들어내는 동안, 해당 움직임을 위한 동일한 목적 달성을 위해 둘 이상의 근육들이 주동근(agonist)을 보조하게 됩니다. 주동근(agonist)은 대장격의 근육이기에 단일의 근육이지만, 협력근(synergist)은 대장이 아니기 때문에 둘 이상의 근육들이 개입됩니다. 대장을 보필해주는 부하와 같습니다. 대장격인 주동근(agonist)만으로는 더 큰 움직임과 미세한 움직임을 만들어낼 수 없기에, 관절(joint)의 안정성(stability)을 지지하면서 더 큰 힘을 낼 수 있도록 합니다.
 예를 들자면, 주관절(elbow joint)을 구부리는 동작(flexion)에서 주동근(agonist)이 상완근(brachialis)이었다면, 협력근(synergist)은 상완이두근(biceps brachii)과 상완요골근(brachioradialis)이 됩니다. 이 둘의 근육들은 주동근(agonist)과 거의 동일한 방향에서 수축(contraction)하기 때문에, 주관절(joint) 굴곡 움직임(flexion movement) 시에 활성화(activation)되어 주동근(agonist)을 협력하게 됩니다.

 

 길항근(antagonist)

 마지막으로 길항근(antagonist)이란, 주동근(agonist)에 대해서 역학적(mechanical)으로 대항하며 활동하는 근육입니다.
 특정 움직임을 생성하는 데에 있어서 주동근(agonist)과 협력근(synergist)이 움직이는 방향과 반대 방향에서 작용하는 근육이기 때문에, 등장성 수축(isometric contraction) 시 주동근(agonist)과 협력근(synergist)은 단축성 수축(concentric contraction)을 발휘하는 반면, 길항근(antagonist)은 신장성 수축(eccentric contraction)을 발휘하게 됩니다. 이렇게 서로 다른 양상의 수축으로 인해 관절(joint)은 지지 받게 되며, 관절(joint)의 중심화(centraction) 또한 정상적으로 작용하게 됩니다. 물론 너무 강하거나 너무 빠를 수 있는 근육의 길이(muscle length) 변화까지 제어하게 될 수 있습니다.
 예를 들자면, 팔꿈치(elbow)는 구부리는 동작(flexion)에서 주동근(agonist)과 협력근(synergist)이 주관철 굴곡근(elbow flexion)이었다면, 길항근(antagonist)은 주관절(elbow joint) 신전근(extensor)이 됩니다. 따라서 해당 근육은 상완삼두근(triceps brachii)입니다. 상완삼두근(triceps brachii)은 특정 움직임 수행에 있어서 대장격인 주동근(agonist)을 반대편에서 대항하면서, 해당 움직임을 온전하게 만들어낼 수 있게 하는 근육입니다.

 협력근 우세현상(synergist dominance)

 근육 활동(muscle activity)에 있어서 대표적인 세 가지 하위 그룹인 주동근(agonist), 협력근(synergist), 길항근(antagonist)을 살펴봤으니, 이제는 본격적인 근육 불균형(muscle imbalance)입니다. 앞서 설명한 세 가지 활동근(activator)들의 기능이상으로 인해, 인체 골격근계(skeletal muscle system))는 근육 불균형(muscle imbalance)이 초래될 수 있습니다.
 협력근 우세현상(synergist dominance)은 이름 그대로, 협력근(synergist)이 주동근(agonist)보다 우세(dominance)해진 현상입니다. 특정 움직임을 수행할 때, 주동근(agonist)이 대장격의 역할을 발휘하여 해당 움직임을 주도적으로 이끌어야 하는데, 이때 주동근(agonist)이 약해진다면(weakness) 해당 움직임을 좀처럼 수행해내기 어렵습니다. 하지만 역할의 정도만 작았지 동일한 역할을 수행하여 주동근(agonist)을 보조하던 협력근(synergist)이 그 역할을 대신하게 됩니다. 따라서 결과적으로 약화(weakness)된 주동근(agonist)을 대신하여 협력근(synergist)이 더 많은 활동력(activity)을 지니게 됩니다. 이것이 협력근 우세현상(synergist dominance)입니다.
 이러한 현상은 예를 들어, 회전근개(rotator cuff)가 약화(weakness)되었다면 이를 대신하여 삼각근(deltoids), 대흉근(pectoralis major), 광배근(latissimus dorsi), 대원근(teres major) 등이 어깨(shoulder)의 회전(rotation) 및 외전(abduction)의 작용(action)을 담당하게 됩니다. 주동근(agonist)이 약화(weakness)된 만큼, 혹은 이상의 정도만큼 협력근(synergist)이 우세(dominance)해지는 것입니다. 하지만 반대로 상대적으로 협력근이 주동근(agonist)보다 더욱 강해져서 우세(dominance)해질 수도 있습니다.
우리 인체는 특정 근육에서 기능이상(dysfunction)이 유발되더라도, 인접한 근육이 그 기능을 대신하는 보상작용(compensation)이 발생됩니다. 협력근 우세현상(synergist dominance)도 이와 같은 현상 중 하나로써, 효율성의 정도는 떨어지지만 어떻게든 움직이려는 방어기제가 작동하는 것입니다.

 상호억제(reciprocal inhibition)

 다음은 상호억제(reciprocal inhibition)로, 주동근(agonist)을 역학적으로 대항하는 길항근(antagonist)이 너무 과하게 주동근(agonist)의 활동을 방해하는 현상입니다. 이러한 현상은 일반적으로 긴장(tightness)된 길항근(antagonist)에 의해 발생됩니다. 특정 움직임을 수행해냄에 있어, 주동근(agonist)이 단축성 수축(concentric contraction)을 발휘할 때, 그만큼의 강도(intensity)와 타이밍(timing)에 맞게 길항근(antagonist)은 신장성 수축(eccentric contraction)을 발휘해야 합니다. 하지만 길항근(antagonist)이 긴장(tightness)된 상태라면, 신장성 수축력(eccentric contraction)이 정상적이지 못해 주동근(agonist)의 수축기전(contraction mechanism)에 알맞은 수축력(contraction)이 발생되지 못합니다.
 이를 예로 들자면, 족관절(ankle joint) 배측굴곡(dorsi flexion) 시 전경골근(tibialis anterior)은 단축성 수축(concentric contraction)을, 비복근(gastrocnemius)은 신장성 수축(eccentric contraction)을 발휘하게 됩니다. 주동근(agonist)은 길이(length)가 감소되면서 수축(contraction)할 때, 길항근(antagonist)은 그에 맞게 길이(length)가 증가되면서 점차적으로 수축하게 되는 것입니다. 하지만 비복근(gastrocnemius)이 긴장(tightness)된 상태라면, 신장성 수축력(eccentric contraction)이 정상적이지 못해 전경골근(tibialis anterior)이 짧아지면서 발휘하게 되는 수축력(contraction)을 방해하게 됩니다. 앞쪽(anterior)의 근육인 전경골근(tibialis anterior)에 대항하는 뒤쪽(posterior)의 근육인 비복근(gastrocnemius)이 긴장(tightness)으로 인해 뒤쪽(posterior)에서 꽉 붙잡고 놓아주지 못했으니, 앞쪽(anterior)의 근육인 전경골근(tibialis anterior)이 좀처럼 힘을 발휘하게 못하게 되는 것입니다. 결과적으로 족관절(ankle joint) 배측굴곡(dorsi flexion)이 정상적인 각도만큼 움직임이 발생되지 못할 것입니다.

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 김형욱이 읽어주는 '주동근(agonist), 협력근(synergist), 길항근(antagonist)으로 알아보는 근육 불균형(muscle imbalance)'

 한 움직임을 위해서는 하나의 근육만 사용되지 않습니다. 우리 몸은 하나의 움직임을 위해 다양한 근육들이 동시다발적으로 사용되게끔 세팅되어있습니다. 이는 역학적(mechanical)으로나 생리학적(physiological)으로나 최적의 움직임 효율을 생성시킵니다. 가장 안전하면서도 가장 기능적으로 움직임이 발생되는 것입니다. 하지만 동시다발적으로 사용되더라도 이 안에서는 일정한 규칙성이 존재합니다. 그 규칙성의 요소들은 근육의 활동으로 구분 짓는 주동근(agonist), 협력근(synergist), 길항근(antagonist)입니다.
 각각의 역할을 담당하게 되는 근육군들은, 우리가 살아가면서 너무 쉽게, 그리고 너무 빈번하게 기능부전이(dysfunction) 발생됩니다. 이전의 손상력(injury), 반복되거나 잘못된 움직임, 올바르지 않은 정렬(malalignment), 누적된 미세손상(cummulative micro damage) 등에 의합니다. 그리고 이러한 과정의 결과물은 본문에서 언급한 근육 불균형(muscle imbalance)인 협력근 우세현상(synergist dominance)과 상호억제(reciprocal inhibition) 기전으로 도출됩니다. 이러한 현상들은 분명 움직임에 지대한 영향을 미칠 수 있는 근육 불균형(muscle imbalance)이지만, 우리 몸에서는 불가피하게 차선으로 선택할 수밖에 없었던 결과와 같습니다. 기능부전(dysfunction)된 근육들의 활동력(activity)을 보상(compensation)하면서 해당 움직임을 또 다른 방식으로 대체하기 위한 차선책입니다. 그러니 근육 불균형(muscle imbalance)을 바라봐야 할 관점은 협력근 우세현상(synergist dominance)이나 상호억제(reciprocal inhibition) 기전이 발휘되고 있는 해당 지점을 벗어난 인체의 모든 사슬체계(chain system)와 근막체계(myofascial system), 그리고 근육과 근육 간의 상호관계를 파악하여 운동을 처방해야 합니다.
 모든 움직임에는 이유가 따릅니다. 그것이 잘못된 움직임이라도 그만한 이유와 가치를 지닙니다.

 

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