이번 연재부터는 우주 여행 중 가장 큰 문제로 부각되어 온 ‘근위축(muscle atrophy)’ 발생과 그 대응 방안에 대해 알아보겠습니다. 여기서 근육은 골격근(뼈대 근육 skeletal muscle)을 의미하며, 연재 내용이 제법 길고 전문 용어들이 자주 등장하므로 몇 차례 나누어 가능한 쉽게 풀어 쓰겠습니다. 우리가 간이나 콩팥을 각각 기관으로 다루듯 각 골격근도 하나의 기관으로 보고 있습니다. 인체에는 해부학적 이름을 가진 골격근들이 좌우 대칭으로 약 320쌍이 있습니다. 숫자로 보면 총 640 여개 기관이 있는 셈이지요.[1]

 

각 근육은 많은 근다발(근주)로 이루어져 있고, 각 근다발은 수많은 근세포들로 채워져 있으며, 각 근세포는 엄청난 수의 근원섬유들로 구성되어 있습니다(그림 1).[1] 각 근원섬유는 궁극적으로 미오신-액틴 필라멘트들로 정교하게 채워져 있으며 이 필라멘트들의 활주운동(sliding movement)으로 근수축을 일으키게 됩니다. 대뇌에서 출발한 활동전위(active potential)는 척수 내 하행신경로를 따라 전파된 뒤 운동신경을 통해 운동을 일으킬 해당 근육으로 전달됩니다. 근육에 닿은 운동신경은 많은 축색돌기들(axons)로 나누어지며 각 근세포와 일일이 연접(synapse)을 이루어 활동전위를 전달합니다. 이렇게 전달된 활동전위가 근수축 기전을 작동시켜 근력을 일으키고 뼈를 움직여 원하는 운동(동작)을 일으키는 것이지요. 근세포는 발생과정(배아-태아기)에서 여러 개의 미분화 세포들(근원세포 myoblasts)이 융합하여 형성됩니다.[2] 그 결과 신생아 출생 시엔 분화를 마친 각 근세포가 여러 개 핵을 가진 다핵세포를 완성하는 것입니다. 따라서 대부분의 일반 단핵세포들과 달리 골격근 세포들은 격렬한 운동 중에 일부 핵이 사멸되어도 남은 핵들의 대사 조절(ATP 생성 등)로 원하는 액틴-미오신 활주운동을 유지할 수 있는 것입니다.[1-3]