무릎 관절(Knee joint)과 주변 조직의 기능 해부학과 특이점

무릎은 문제를 많이 일으키는 부위 중에 한 곳입니다. 발이나 발목, 고관절에 문제가 발생해도 무릎에 통증이 발생하는 경우도 있습니다. 또 많이 걷거나 조금 격하게 운동을 하게 되어도 발이나 고관절 보다 무릎이 먼저 통증이 나타납니다. 무릎과 무릎 주변의 조직들에 대해 알아두면 이러한 무릎 통증의 원인을 좀 더 쉽게 알아낼 수 있을 것 같아 무릎 관절과 주변 조직에 대해서 정리해 보겠습니다.

 

무릎 관절(knee joint)

무릎은 역설적인 관절입니다. 관절의 크기가 크고 관절을 이루는 면적도 넓어 견고한 구조를 가지고 있습니다. 그러나 신체 이동이나 움직임을 갖기 위해서는 유연성과 큰 움직임이 필요합니다. 견고함과 안정성 그리고 유연성과 운동성을 모두 가지고 있어야 합니다. 그렇기 때문에 어느 하나 부족한 경우 통증으로 나타나기 쉬운 곳입니다.

 

무릎 관절에는 많은 고유감각 시스템이 존재합니다. 고유감각은 무릎을 둘러싸고 있는 조직, 더 정확하게는 힘줄과 관절낭, 인대에 의해 제공되어 미묘한 조정을 통해 무릎에 손상을 당하지 않게 해 줍니다. 무릎의 고유감각 기능이 다른 부위보다 더 중요한 이유는 체중이 많이 실리는 부위이고 움직임도 크기 때문에 일상생활이나 운동 중에 빠르게 신체의 움직임을 파악해 부상을 방지하기 위해서입니다.

 

무릎 관절의 구성과 관절낭

무릎 관절은 대퇴골의 원위부(distal of femur), 경골의 근위부(proximal of tibia), 슬개골(patella)이 합쳐져서 만들어지는 관절입니다. 이 3개의 관절이 적절한 위치에서 균형을 유지하고 움직여야 문제가 발생하지 않습니다. 관절을 이루기 위해서는 관절을 싸고 있는 주머니가 필요합니다. 무릎 관절에도 당연히 관절낭이 존재하고 이 관절낭은 다른 부위의 관절낭과 조금 모양은 다르지만 기능은 같습니다.

 

무릎 관절낭은 고유감각 기능을 가지고 있고 이 관절낭은 적절하게 움직임이 필요하고 무릎이 굽히고 펴질 때 찝히거나 너무 과도하게 팽팽해지면 안 되기 때문에 주변 근육들과 연결되어서 움직임에서도 적절한 위치와 긴장도를 유지합니다. 

 

 

무릎 관절낭

 

 

 

관절낭은 대퇴골의 원위부의 전체를 감싸고 경골의 과두를 둘러싸고 부착됩니다 또 슬개골 후면과도 연결되어 있고 반월판연골과도 연결되어 있습니다. 또 내측 측부 인대(MCL : Medial Collateral Liagment)는 관절낭과 복잡하게 연결되어 있습니다. 참고로 외측 측부 인대는 관절낭과 연결되어 있지 않습니다.

 

관절낭의 특징으로는 시상면(세로)에 위치한 관절낭은 느슨합니다. 이유는 무릎의 굴곡과 신전을 하기 위해서 너무 팽팽하면 무릎의 움직임을 제한하기 때문입니다. 외측면은 반대로 움직임이 많이 일어나지 않고 안정성을 유지하기 위해서 팽팽합니다.

 

무릎 관절낭의 긴장과 강화시키는 요소들은 관절낭과 부착되어 있거나 연결된 근육들입니다. 앞쪽으로는 전경골근, 뒤쪽으로는 반막양근, 대퇴이두근, 비복근, 슬와근, 외측은 장경인대가 있습니다. 무릎 관절낭의 안정성을 증가시키기 위해서는 위 근육들 인지하고 강화시키는 것이 필요할 것입니다.

무릎 관절과 측부 인대

전방 & 후방 십자인대에 대한 자료 많고 너무나도 잘 알기 때문에 제외하겠습니다. 그리고 관절 내부에 위치하기 때문에 오늘 이야기에서 조금 맞지 않기 때문에 뺐습니다. 위에 언급했지만 내측 측부 인대는 표층 인대(Superficial layer of MCL)와 심부 인대(Deep layer of MCL)로 구분되는데 심부 인대는 관절낭과 연결되어 있습니다. 그리고 내측 반월판과도 연결되어 있습니다. 

 

 

무릎 내측 측부인대와 반월판의 연결

 

 

 

무릎 관절낭과 내측 측부 인대, 내측 반월판의 연결성은 통증과 회복과 관련해서 연결성을 가지고 있다고 생각합니다. 예를 들면 내측 측부 인대의 손상과 염증은 관절낭과 반월판에 염증과 통증을 전달할 수 있고 또 내측 반월판의 문제 또한 관절낭과 내측 측부 인대에 통증으로 나타날 수 있습니다.

 

치료적으로 접근해 보면 내측 반월판의 손상을 비침습적인 치료법은 없습니다. 그러나 위와 같이 연결성을 가지고 있다면 내측 측부 인대나 관절낭을 자극해서 내측 반월판에 치료적 자극 혹은 혈액 순환(반월판의 외측 테두리에만 혈관이 존재함)의 증가 같은 자극을 줄 수 있을 것입니다.

 

무릎 관절과 근육

무릎을 가로지르는 근육들은 대부분 세로로 긴 근육들이고 이 근육들의 활동으로 인해서 무릎 관절의 안정성을 증가시킬 수 있습니다. 무릎 위쪽에서 시작하는 근육들은 골반이나 대퇴골에서 시작하고 아래쪽에 위치하는 근육들은 발과 연결되어 있습니다.

 

앞쪽에 위치한 근육은 대퇴사두근이 있고, 뒤쪽에는 대퇴이두근과 비복근,  외측에는 대둔근과 대퇴근막장근과 연결된 장경인대 내측에는 내측 햄스트링과 비복근 내 측두가 지나가면서 무릎 관절의 움직임과 안정성을 책임집니다. 

 

 

무릎 관절과 주변 근육

 

 

 

외측에 위치한 대퇴 근육들은 대퇴골이 고정된 상태에서는 경골의 외회전을 일으키고 내측에 위치한 근육들은 경골의 내회전을 일으키는 근육들입니다.

 

무릎 관절의 안정성

무릎 관절은 다른 관절들보다 불안정합니다. 다른 근육보다 크고 닿는 면적도 넓지만 대퇴골의 끝부분인 내측과 외측 과두(condyle)의 크기가 다르기 때문입니다. 뼈 모양과 크기가 다르기 때문에 관절을 이루는 면이 일치하지 않습니다. 무릎 관절의 닿는 면적의 불일치를 감소시키고 안정성을 증시 기면서 관절의 움직임에 제한을 주지 않기 위해서 있는 구조물이 반월판연골(Meniscus)입니다.

 

 

대퇴골 끝 무릎 관절 면의 좌우 불균형

 

 

 

반월판연골은 뼈에 완전한 부착이 되어있지 않고 대부분의 부위가 움직임이고 반월판연골의 끝부분만 경골에 부착되어 있습니다. 이러한 이유는 체중이 실린 상태에서 대퇴골의 움직임에 잘 적응해서 적절한 체중 분산과 무릎에서 일어나는 회전력을 흡수하기 위해서입니다.

 

 

반월판연골의 부착부

 

 

 

무릎 관절은 다른 관절들과 다르게 주면에 근육으로 둘러 싸여 있지 않습니다. 어깨 관절과 고관절을 생각해 보면 관절 전체를 근육이 둘러싸고 있는데 무릎관절은 힘줄이나 얇은 근육이 지나가는 정도입니다. 이 또한 안정성을 다른 관절에 비해서 안정성을 떨어뜨리는 요소가 됩니다.

 

무릎 관절과 부하

하지 관절들은 대부분 체중이 실린 상태에서 움직임이 일어나기 때문에 많은 부하를 받는 부위입니다. 그중에서 무릎 관절이 다른 관절에 비해서 더 많은 부하가 실리는 관절입니다. 일반적으로 계단을 올라갈 때 무릎에는 체중의 대략 4배 정도의 부하가 실리게 되고, 계단을 내려갈 때는 체중의 6배의 부하가 실리게 됩니다. 이러한 이유로 무릎 관절이 통증과 질병이 다양하게 나타납니다. 

 

무릎의 부하 자체를 줄이는 방법은 없습니다.(체중 감소가 있군요) 무릎을 굽힐 때 엉덩이를 뒤로 빼면서 앉는 것처럼 자세적인 방법과 허벅지 앞뒤, 내외측 근육의 강화와 균형으로 무릎에 문제가 일어나지 않게 하는 정도가 있을 뿐입니다. 특히 여성분들은 대퇴골의 각도가 남성분들 보다 크고(골반의 넓이 때문) 근육의 양이 적기 때문에 무릎에 문제가 잘 발생하기 때문에 무릎관절을 사용하는 습관과 허벅지 근육을 키우는 운동이 필요합니다. 

 

오늘은 무릎 관절과 주변 조직에 대한 기능해부학과 특이점에 대해서 알아보았습니다. 감사합니다.