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발과 발목은 신체에서 가장 중요한 부위 중에 하나입니다. 발과 발목에 문제가 발생하면 무릎과 골반, 상체까지 영향을 미치기 때문입니다. 구조와 해부학에 대해 알고 있다면 어떠한 원인으로 영향을 받아서 문제가 발생하는지에 대한 정보를 조금 더 정확하게 알 수 있을 것입니다.
오늘은 구조에 대해서만 알아보고 다음 포스팅에서는 발과 발목의 변형으로 인한 영향에 대해서 알아보겠습니다.
발과 발목 관절의 구조
1. 거퇴 관절(Talorural joint : 목말종아리 관절)
이 관절은 말 그대로 경골과 비골을 이루는 하퇴(종아리) 뼈와 거골(목말뼈)이 만다는 관절로 발목관절이라고 보아도 무방할 것입니다. 발목관절에 거골이 들어가 있어서 그렇지 거골이 없다면 순순하게 거퇴 관절이 발목관절이 되었을 것입니다.
거퇴관절은 거골을 경골과 비골이 감싸고 있는 구조이기 때문에 구조적으로 안정성이 뛰어납니다. 그러나 비골이 조금 더 길게 아래로 내려와 있기 때문에 상대적으로 경골부위는 안정성이 떨어지게 되고 발목이 꺾이면 내측으로(내번 : inversion) 삐게 되는 이유가 이러한 이유 때문입니다.
비골이 아래로 더 내려와 있는 구조이기 때문에 발목 관절의 움직임 축은 위와 같이 비골 부위가 약간 아래로(약 8도) 내려와 있는 구조를 가지게 됩니다. 이러한 운동축에서 배측 굴곡을 하게 되면 운동축의 기울어짐 때문에 발은 약간의 외번이 일어나게 되어서 조금 더 안정적인 상태가 되고 저측 굴곡을 하게 되면 같은 이유로 발은 약간 내번이 되어서 불안정성이 증가합니다.
거골의 형태도 이러한 불안정성을 일어나게 하는 요인 중에 하나입니다. 거골은 좌우보다는 앞뒤의 생김새가 조금 다릅니다. 거골의 앞부분은 조금 넓고 뒷부분은 살짝 좁아지는 구조를 가지고 있습니다. 발등 쪽으로 굴곡을 하게 되면 거퇴관절의 닿는 면적이 증가하기 때문에 안정성이 증가하고 위에서 말한 약간의 외번이 일어나서 더 많은 안정성을 얻게 됩니다.
반대로 발바닥 쪽으로 굴곡하게 되면 거퇴관절의 닿는 면적이 줄어들고, 플러스 발목에서 내번이 일어나기 때문에 불안정한 자세가 됩니다.
2. 거골하관절(Subtalar joint : 목말밑관절)
거골하관절에 이야기하기 전에 거골에 대해서 간략하게 알아보겠습니다.
거골은 다른 뼈들과 다른 점들이 몇 가지 있는데 첫 번째는 신체의 모든 체중을 혼자서 온전히 받아서 발로 전달하는 뼈입니다. 몸에서 이렇게 작은 뼈 하나가 모든 체중을 전달하는 경우는 없습니다. 두 번째로는 근육의 부착부가 하나도 없습니다. 뼈는 보통 근육의 부착부 역할을 하게 되는데 특이하게 근육의 부착부가 없습니다. 세 번째로는 거골의 표면 전체가 인대의 부착부와 관절면으로 덮여 있습니다. 근육 대신에 인대가 굉장히 많습니다.
이 관절은 발목 관절 중에서도 많이 언급되는 관절이고 발목 형태의 변형, 움직임 제한이 있을 때 많이 다루어지는 관절입니다. 뼈의 모양보다는 거골이 이 관절에서 어떻게 움직이고 그것이 어떠한 영향을 미치는지 알아보겠습니다.
거골하관절은 거골(talus)과 종골(calcaneus)이 이루는 관절을 말합니다. 거골하관절은 운동 축이 3개, 즉 3개의 자유도를 가지고 있습니다. 저측굴곡, 배측굴곡, 외번, 내번, 내전, 외전이 모두 가능하지만 저측, 배측굴곡 움직임보다는 나머지 움직임이 더 잘 나타납니다.
거골하 관절에서 가장 중요한 요소 중에 하나는 보행 중에 충격흡수 기능을 가지고 있습니다. 뼈와 뼈가 맞닿아 있는데 충격흡수를 할 수 있을까?라고 생각하실 수 있습니다. 이 관절은 다른 충격흡수 기전과 다르게 직접적으로 충격을 흡수합니다.
위 그림처럼 체중이 하퇴를 통해서 거골을 압박하게 되면 거골은 우선 아래로 조금 내려가고 앞쪽과 안쪽으로 그리고 약간의 회전을 하게 됩니다. 아주 짧은 시간 움직이고 충격을 흡수하고 다시 제자리로 오게 됩니다. 이러한 움직임은 충격의 시간을 늦춰서 충격을 분산시켜 줍니다.
원리는 공 던지기를 생각해 보면 간단합니다. 손으로 빠른 공을 받을 때 뻗은 상태에서 그대로 받으면 손이 아프지만 손을 뻗은 상태에서 공을 받고, 받는 순간 손을 몸 쪽으로 당기게 되면 손이 덜 아프게 공을 받을 수 있습니다. 충격을 몸으로 전달시키고 전달되는 시간을 늘려서 충격을 분산하는 것입니다.
위와 같은 충격흡수 기전이 없었다면 발목관절은 더 많은 충격을 직접적으로 받게 되어서 퇴행이나 부상이 더 많은 관절이 되었을 것입니다. 다른 충격 흡수 기전으로는 발바닥의 지방패드, 발의 아치 등도 있습니다.
3. 횡족근 관절(Transverse tarsal joint : 가로발목뼈 관절)
횡족근 관절은 거골과 주상골, 종골과 입방골, 주상골과 설상골, 입방골과 주상골이 만나는 관절 모두를 이야기합니다. 그러나 중간에 있는 관절들은 상대적인 움직임이 적기 때문에 제외하고 가장 움직임이 커서 이 관절이 움직이면 앞에 있는 발가락 뼈들도 같이 움직일 수밖에 없기 때문에 중요하다고 생각되는 관절인 거골-주상골(talonavicular), 종골-입방골(calcaneocuboid joint) 관절에 대해서 알아보겠습니다.
거골-주상골(거주상 관절 : talonavicular joint) 관절의 움직임은 인대에 의해서 결정됩니다. 주변에 부착되는 근육들이 있지만 힘의 크기가 작기 때문에 영향이 적습니다.
거골이 고정되어 있다는 전제에서 주상골은 상방에서 하방으로 움직임이 가능하고, 내측에서 외측으로 약간 비스듬하게 움직일 수 있습니다. 주상골과 만나는 거골의 면이 둥근형태이고 내측이 조금 더 앞으로 나와있어서 관절면이 대략 45도 각도로 되어 있기 때문에 움직임이 하방 + 외측으로 나타나는 것입니다.
이러한 움직임 중에 거주상인대(dorsal talonavicular ligament)가 팽팽해지면 그림과 같은 하방 + 외측으로 움직임이 발생하는 것입니다. 이러한 움직임은 주상골 앞에 있는 설상골에도 영향을 미치게 되어서 설상골과 제1~3 중족골은 내전을 일으키고 내측족저궁(medial plantar arch)을 상승시키게 됩니다.
다시 쉽게 설명하면 종골과 거골에서 내번(inversion)이 일어나면 거골은 내측이 약간 위로 상승하게 되고 내측으로 움직이게 됩니다. 그러면 주상골은 상대적으로 반대의 움직임을 나타낼 수밖에 없기 때문에 하방과 외측으로 움직이게 되고 그러면 내측종저궁를 상승시켜서 요족을 만들게 됩니다. 이것만이 요족을 만드는 것은 아니고 요족을 만드는 기전중에 하나입니다.
횡족근관절의 다른 관절로는 종골-입방골(발꿈치입방 관절 : Calcaneocuboid joint)이 존재합니다. 말 그대로 종골과 입방골이 연결되어 있는 관절이고 발 외측에 위치합니다. 이관절은 두 가지 요인에 의해서 관절 움직임의 제한이 나타납니다.
첫 번째는 종골의 전방돌기로 인해서 움직임이 제한이 일어납니다. 종골 전방돌기가 튀어나와 있어서 종골이 저측 굴곡을 하거나 입방골이 뒤쪽으로 움직이게 되면 종골과 입방골이 닿게 되어서 물리적으로 움직임이 제한됩니다.
두 번째는 아래 그림과 같이 윗면에 있는 이분인대(bifurcated ligament)의 외측 섬유다발의 긴장에 의해서 제한이 나타납니다.
입방골은 내측으로 움직일 수 있는데 내측으로 움직이는 것을 막는 구조물은 배측종입방인대(dorsal calcaneocuboid ligament)입니다. 이 인대가 긴장함으로써 입방골의 편위 운동은 우선적으로 하방 및 내측 방향으로 일어나게 됩니다.
- 참고 문헌 -
뉴만 kinesiology
족부의학 foot orthoses
관절생리학 - 하지 -
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