관절과 근육의 구조 및 기능 – 연골, 인대, 신경계 총정리
우리 몸의 관절과 근육은 움직임을 원활하게 해주는 중요한 역할을 합니다. 특히 연골(cartilage), 관절(joint), 인대(ligament), 신경계(nervous system) 등은 서로 밀접한 관계를 맺으며 신체 활동을 조절합니다. 이번 글에서는 연골의 종류, 관절의 구조, 인대와 신경계의 역할, 그리고 관절에서 나는 소리(cracking sound)에 대한 과학적 원인을 알아보겠습니다.
출처 : dance medicine in practice : anatomy, injury prevention, training 책
1. 연골과 관절의 구조 및 기능
연골은 신체에서 구조적 지지와 충격 흡수를 담당하며, 크게 세 가지로 나뉩니다.
- 유리연골(Hyaline cartilage) – 매끄럽고 반투명한 구조로, 관절 연골(articular cartilage), 갈비연골(costal cartilage), 기관(trachea) 등에 존재합니다.
- 섬유연골(Fibrocartilage) – 강한 섬유조직을 포함하여 충격을 견딜 수 있으며, 추간판(intervertebral discs), 무릎 반월판(meniscus), 치골 결합(pubic symphysis)에 있습니다.
- 탄력연골(Elastic cartilage) – 탄력 섬유를 포함하여 유연성이 높으며, 귓바퀴(auricle), 후두개(epiglottis) 등에 위치합니다.
관절은 움직임의 가능 여부에 따라 부동 관절(Immobile joint)과 가동 관절(Movable joint)로 나뉩니다. 다음은 부동관절의 예시입니다.
- 두개골 봉합(sutures of the skull)
- 치골 결합(pubic symphysis)
- 경골과 비골 사이의 결합(tibiofibular syndesmosis)
관절의 끝부분(bone ends)은 관절 연골(articular cartilage)로 덮여 있어 마찰을 줄이고 충격을 흡수하는 역할을 합니다. 또한, 관절낭(joint capsule)은 관절을 감싸 보호하며, 두 개의 층으로 구성됩니다.
- 섬유층(fibrous layer): 관절을 보호하고 안정성을 제공합니다.
- 윤활층(synovial layer): 윤활액을 분비하여 마찰을 줄이고 관절에 영양을 공급합니다.
2. 인대와 근육의 역할 / 힘줄을 보호하기 위한 구조물 3가지는?
인대는 관절의 안정성을 유지할 뿐만 아니라, 기계수용기(mechanoreceptors)를 포함하고 있어 신경계에 관절 위치 정보를 제공합니다. 따라서 인대가 손상되면 고유 감각(proprioception)이 감소하여 균형 감각과 움직임 조절이 어려워질 수 있습니다.
근육의 수축 강도는 운동 단위(motor units)의 활성화 수에 따라 달라집니다. 예를 들어, 눈 근육(eye muscles)은 정밀한 움직임을 위해 작은 운동 단위를 사용하지만, 대퇴사두근(quadriceps femoris)은 큰 운동 단위를 활성화하여 강한 힘을 생성합니다.
힘줄이 높은 기계적 스트레스를 받을 때, 다음과 같은 구조물 3가지가 보호 역할을 합니다.
- 윤활낭(Bursa) – 마찰을 줄이고 충격을 흡수합니다.
- 힘줄집(Tendon sheath) – 힘줄의 매끄러운 움직임을 돕습니다.
- 종자골(Sesamoid bone) – 힘줄의 방향을 조절하고 기계적 효율성을 증가시킵니다.
3. 관절 소리와 신경계의 특징/ 통증 조절
관절에서 나는 "뚝" 소리는 대개 해롭지 않지만, 반복적인 관절 조작은 인대를 과도하게 늘어나게(overstretching) 하여 관절 이완(laxity)을 초래할 수 있습니다. 따라서 습관적으로 관절을 꺾는 행동은 피하는 것이 좋습니다.
신경계는 운동 학습에 중요한 역할을 합니다. 80% 이상의 신경 섬유는 구심성 신경 섬유(afferent nerve fibres)이며, 신체에서 뇌로 정보를 전달합니다. 또한, 학습 내용과 방법이 다양할수록 신경계(nervous system)를 더욱 자극하여 협응력을 향상시킬 수 있습니다.
통증 정보는 압력, 온도, 움직임 등의 자극이 뇌에서 먼저 처리될 경우 감각 입력(sensory input)에 의해 억제될 수 있습니다. 즉, 냉찜질, 마사지 등이 통증 완화에 도움이 되는 이유입니다.