팔해부학(arm anatomy)과 다리해부학(leg anatomy)의 상관관계

김형욱의 칼럼언어

 팔(arm)과 다리(leg)는 다른 듯 비슷합니다. 바꿔 말하자면, 비슷한 듯 다르기도 합니다. 몸통(trunk)은 하나지만, 팔(arm)과 다리(leg)는 좌우가 하나가 되어 함께 움직입니다. 이로 인해, 좌우가 분리되어있는 모습들을 자세히 들여다봤을 때, 이들의 상관관계를 생각해볼 수 있습니다.
 팔(arm)과 다리(leg)를 해부학적 관점에서 이들의 상관관계를 풀어볼까 합니다. 이렇게 소개하는 저의 접근 방법은 처음 접하실 겁니다.

 

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 해부학(anatomy)이라는 학문상 우리는 신체를 부위별로 각각 분리하여 익히기 마련입니다. 상체(upper body)에서부터 익혀나간다면, 팔해부학(arm anatomy)과 다리해부학(leg anatomy)은 거리상 거리가 멀리 떨어져 있습니다. 이로 인해, 이들의 상관관계에 대한 시야는 확장되기 어렵습니다. 이들의 특징을 살펴보기 위해, 먼저 이렇게 시작하고 싶습니다. 팔(arm)은 무엇이고, 다리(leg)는 무엇일까요. 우리는 있는 그래도 팔(arm)은 팔(arm)이라고 다리(leg)는 다리(leg)라고 부르지만, 이것을 좀 더 넓은 관점에서 생각해봐야 합니다.
 팔(arm)과 다리(leg)는 인간에게만 지칭하는 부위입니다. 인간과 가장 유사한 영장류(primate)만 보더라도 이들에게는 팔(arm)이라는 부위는 없습니다. 그저 앞다리(anterior leg)와 뒷다리(posterior leg)일 뿐입니다. 영장류(primate)는 전형적인 포유류(mamals)와는 달리 앞다리(anterior leg)의 발가락(toe)으로 사물을 움켜쥘 수 있지만, 그렇다고 해서 이러한 부분이 팔(arm)은 아닙니다. 그래서 이렇게 생각해봤을 때, 팔이라는 것은 인간만이 지니고 있는 신체 부위인 것입니다.

 다시 한번, 팔(arm)은 무엇이고 다리(leg)는 무엇일까요. 그리고 이것은 해부학적 관점에서 어떻게 설명할 수 있을까요.
 인간에게 있어서 팔(arm)은 다리(leg)와 사뭇 다른 기능(function)을 책임지고 있습니다. 다리(leg) 부위는 일반적으로 지면(ground)을 지탱(supporting)하는 동시에 디딜 수 있는 동물들과 비슷한 기능(function)을 담당하고 있다고 할 수 있겠지만, 팔(arm)은 그렇지 않습니다. 팔(arm)은 발달학적으로 인간 진화의 최종 산물입니다. 팔로 도구를 활용하는 것을 넘어, 생존과 편의에 더 유용한 물질들을 제작(production)하고 조종(control)하는 수준까지 이르게 되었습니다. 이것은 두 다리(leg)만으로도 바닥(ground)을 지지(supporting)할 수 있기 때문에 가능한 일이었습니다. 어쩌면 우리의 먼 조상들은 위와 같은 이유로 필요에 의해서 이러한 직립(stand erect)이 가능해졌을 지도 모릅니다. 결국, 인간은 다른 동물들과는 달리 직립(stand erect)을 하기 때문에 팔(arm)이라는 부위가 별도로 생겨난 것입니다. 발(foot)과 다리(leg)는 우리의 활동성(activity)을 넓혀주는 신체 부위지만, 손(hand)과 팔(arm)은 우리의 다양한 생산 작업과 지적 활동을 가능하게 만들어주는 신체 부위입니다.

 지금 우리들의 팔과 다리는 분리된 역할을 지닌 채, 우리의 일상을 채워가고 있지만, 직립 이전의 시대에서는 그렇지 않았습니다. 구조(structure)만 보더라도 팔(arm)과 다리(leg)는 기원적으로 유사한 형태를 지니고 있습니다. 따라서 이러한 관점에서 팔해부학(arm anatomy)과 다리해부학(leg anatomy)을 살펴볼까 합니다.
 먼저, 팔(arm)과 다리(leg)에서는 동일한 골격(skeleton)의 형태와 개수로 구성되어 있습니다. 견관절(shoulder join)의 아래 분절(inferior segment)에서는 상완골(위팔뼈, humerus)이, 고관절(hip joint)의 아래 분절(inferior segment)에서는 대퇴골(넙다리뼈, femur)가 각각 하나씩 존재합니다. 그다음으로 주관절(elbow joint)의 아래 분절(inferior segment)에서는 요골(노뼈, radius) 및 척골(자뼈, ulnar)이, 슬관절(knee joint)의 아래 분절(inferior segment)에서는 경골(정강이뼈, tibia) 및 비골(종아리뼈, fibula)이 각각 둘씩 존재합니다. 따라서 이것은 위팔(upper arm) 및 윗다리(upper leg)에서는 골격(skeleton)이 하나, 그리고 아래팔(lower arm)과 아랫다리(lower leg)에서는 골격(skeleton)이 둘로, 동일한 뼈(bone)의 개수와 비교적 비슷한 형태를 지니고 있다는 것을 알 수 있습니다.
 뿐만 아니라 손(hand)과 발(foot)에서도 거의 유사합니다. 수근골(손목뼈, carpal)과 족근골(발목뼈, tarsal)에서만 뼈(bone)의 개수가 하나의 차이만 존재할 뿐, 그 아래 분절(inferior segment)에 형성된 중수골(손허리뼈, metacarpal) 및 수골(손가락뼈, phalanx)과 중족골(발허리뼈, metatarsal) 및 족골(발가락뼈, phalanx)은 동일한 뼈(bone)의 개수를 나타내고 있습니다.
 이것은 이렇게 팔(arm)과 다리(leg)가 기원적으로 다양한 측면에서 유사함을 지니고 있었음을 반영합니다. 그렇다면 손해부학(hand anatomy)과 다리해부학(leg anatomy)을 이루고 있는 근육은 어떨까요.

 팔(arm)과 다리(leg)에서 가장 두드러진 작용(action)을 맡고 있는 근육만을 따져본다고 했을 때, 팔다리에서 가장 유명한 근육만 비교해도 충분히 유의한 상관관계를 살펴볼 수 있습니다. 팔에서는 상완이두근(위팔두갈래근, biceps brachii)과 상완삼두근(위팔세갈래근, triceps brachii)입니다. 반면, 다리(leg)에서는 대퇴사두근(넙다리네갈래근, quadriceps femoris)과 햄스트링(뒤넙다리근, hamstring)입니다. 이들은 주관절(elbow joint) 및 슬관절(knee joint)의 굴곡(flexion) 및 신전(extension)의 주동근(agonist)이 됩니다.

 먼저, 팔다리의 신전 움직임(extension movement)으로 상완삼두근(triceps brachii)과 대퇴사두근(quadriceps femoris)입니다. 이들은 작용(action)도 같지만 구조적으로도 유사한 모습을 지니고 있습니다. 상완삼두근(triceps brachii)의 장두(긴갈래, long head)는 다관절인 근육(multi joint muscle)인 반면, 측두(안쪽 및 가쪽갈래, lateral head)는 단관절 근육(single joint muscle)입니다. 이와 유사하게 대퇴사두근(quadriceps femoris) 또한 대퇴직근(넙다리곧은근, rectus femoris)은 다관절인 근육(multi joint muscle)인 반면, 광근(넓은근, vastus muscle)들은 단관절 근육(single joint muscle)입니다. 이렇게 팔해부학(arm anatomy)과 다리해부학(leg anatomy)을 살펴봤을 때, 팔다리의 신전 움직임(extension movement)을 담당하고 있는 근육들은 다관절 근육(multi joint muscle)과 단관절 근육(single joint muscle)이 혼합되어 있습니다.
 다관절 근육(multi joint muscle)과 단관절 근육(single joint muscle)은 단순히 경유하게 되는 관절(joint)의 수만 다른 것이 아니라, 해부학적으로 다양한 차이점을 지니고 있습니다. 제가 강조하고 싶은 것은 관절 중심화(joint centration)와 함께 더 강한 힘(force)입니다. 움직임(movement)은 관절(joint)을 중심(center)으로 회전 움직임(rotation movement)이 발생하는데, 단관절 근육(single joint muscle)들은 역학적으로 고유한 이점을 지니고 있습니다. 다관절 근육(multi joint muscle)처럼 다양한 관절(joint)을 움직이지 못하지만, 오히려 그만큼 하나의 단일 관절(single joint)에서 집중적으로 움직임을 만들어낼 수 있는 능력을 지니고 있는 것입니다.
 팔다리에서 신전 움직임(extension movement)을 담당하고 있는 근육들의 또 하나의 특징은 우상근(pennate muscle)이라는 사실입니다. 그것도 그냥 우상근(pennate muscle)이 아닌 쌍우상근(bipennate muscle)입니다. 우상근(pennate muscle)은 구조적으로 비교적 넓은 가동범위 움직임(ROM movement)은 불가하지만, 더 강한 수축력(contraction force)을 발휘할 수 있는 근섬유(muscle fiber)의 구조(structure)입니다.

 다음으로는, 팔다리의 굴곡 움직임(flexion movement)에는 상완이두근(biceps brachii)과 햄스트링(hamstring)입니다. 이들 또한 작용(action)도 같지만 구조적으로도 유사한 모습을 지니고 있습니다. 상완이두근(biceps brachii)은 단두(짧은갈래, short head)와 장두(긴갈래, long head) 모두 다관절 근육(multi joint muscle)입니다. 햄스트링(hamstring) 또한 반건양근(반힘줄근, semitendinosus) 및 반막양근(반막모양근, semimembranosus), 그리고 대퇴이두근(넙다리두갈래근, biceps femoris)까지 모두 다관절 근육(multi joint muscle)입니다. 따라서 이들 근육의 모든 갈래는 근육이 형성된 위아래의 분절(superior & inferior segment)까지 관절 움직임(joint movement)을 생성해낼 수 있습니다.
 여기에서는 앞서 살펴봤던 팔다리의 신전 근육(extension muscle)과는 달리 단관절 근육(single joint muscle)이 존재하지 않습니다. 이것은 인체의 굴곡 움직임(flexion movement)은 다양한 관절(joint)과 서로 다른 근육들의 보조가 필요성을 대변해줍니다. 움직임 특성상 굴곡 움직임(flexion movement)은 신전 움직임(extension movement)보다 더 무한한 경우의 수로 움직임이 생성됩니다. 올리는 각도(angle)와 방향(direction)만 보더라도 내리는 움직임보다 더 다양함을 쉽게 알 수 있습니다. 따라서 이러한 요구 조건을 충족시키기 위해서는 모든 근육들이 다관절(multi joint)을 경유하는 것입니다.
 반면, 단 한 가지 차이점이 존재합니다. 앞서 팔다리의 신전근(extension muscle)에서는 모두 우상근 구조(pennate muscle)를 지니고 있었지만, 팔다리의 굴곡근(flexion muscle)은 서로 다른 구조(structure)를 지니고 있습니다. 햄스트링(hamstring)은 우상근(pannate)인 반면, 상완이두근(biceps brachii)은 방추근(fusiform)으로 구성되어있습니다. 실은, 이것은 굉장히 중요한 사실을 말해줍니다. 방추근(fusiform)은 우상근(pennate)보다 이동거리로서의 이점을 가지고 있는 만큼, 방추근(fusiform)으로 구성된 상완이두근(biceps brachii)으로 하여금 우리의 팔(arm)이 보다 더 넓은 범위(range)로 움직일 수 있게 합니다. 결과적으로 복잡한 움직임을 수행해내기 위해서, 상완이두근(biceps brachii)만이 단독적으로 방추근(fusiform)으로 구성된 것입니다. 이것은 팔(arm)을 팔(arm) 답게 만들어줍니다.

 이렇게 지금까지 팔해부학(arm anatomy)과 다리해부학(leg anatomy)의 상관관계를 살펴봤습니다. 살펴봤던 것처럼, 팔(arm)과 다리(leg)의 기원적인 관점에서부터 시작하여, 우리와 유사한 생명체(organism)까지 함께 생각해봤습니다. 그리고 나아가 팔(arm)과 다리(leg)의 유사성과 차이점에 대해서도 분석해봤습니다.
 이것은 단순히 전통적인 기능해부학적 사고는 아닙니다. 어느 누구도 우리에게 이처럼 기원적인 발상과 지구 생명체 간의 비교, 그리고 구조 자체적인 폭넓은 이해관계를 강조하지 않았습니다. 하지만 사람의 몸은 그만한 이유가 존재합니다. 그만한 이유가 무엇을 담아내고 있는지 간에 우리는 우리의 몸을 조금이라도 더 이해하고 바로보기 위해서는 다양한 사고방식이 필요합니다. 마치 지금의 포스팅의 내용처럼 말입니다.

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 김형욱이 읽어주는 '팔해부학(arm anatomy)과 다리해부학(leg anatomy)의 상관관계'

 해부학(anatomy)이라는 학문은 사람만을 지칭하지 않습니다. 생명을 가지고 있다면, 그것은 해부학의 대상이 됩니다. 하지만 이것은 생명을 가지고 있지 않은 대상과 사물에서도 통용되는 접근입니다. 인간의 생존 아래 지금까지 인간이 만들어왔던 물질 모두, 생명체의 구조(structure)와 기능(function)이 담고 있기 때문입니다. 따라서 이것은 삶의 지혜이기도 합니다. 그러니 몸을 가지고 있다면, 우리의 몸 이외의 몸에 대해서도 관심을 가져야 합니다. 이것은 제가 소개해드렸던 방법과 같이 공간과 시간의 제한을 넘어서고, 더 광범위한 몸에 대한 사고방식을 지니게 할 것입니다.

 

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