인대(ligament)는 관절 안정성(joint stability)을 어떻게 도모하는 것일까?

김형욱의 칼럼언어

 근래 들어 몇 차례의 인대해부학(ligament anatomy)에 대한 글을 작성했는데, 아무래도 인대(ligament)라는 조직(tissue)에 대해서는 관절 안정성(joint stability)에 대한 이야기가 빠질 수 없을 겁니다. 이미 잘 알고 있겠지만, 인대(ligament)는 정적인 상황(static environment)에서도, 동적인 상황(dynamic environment)에서도 최적의 안정성(optimum stability)을 발휘해낼 수 있습니다. (물론 정적인 상황과 동적인 상황은 구별되어야 하긴 하지만)
 이번 글에서는 이전에 소개한 몇몇 인대해부학(ligament anatomy)에 대한 글들과 함께 연이어 살펴보시는 게 좋을 겁니다.

 

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 관절 안정성(joint stability)이라는 것은

 관절 안정성(joint stability)은 무엇일까요. 저는 현장에서 크게 두 가지의 표현으로 이것을 대신합니다.
 첫 번째는 관절(joint)의 정상적인 위치(normal position)를 유지할 수 있는 능력입니다. 정상적인 위치(normal position)라는 것은 두 뼈(bone)가 만나는 지점에서의 표면적(surface area)이 가장 부합될 수 있는 상태를 의미합니다. 이때야말로 관절(joint)로 부과될 수 있는 스트레스를, 관절(joint)의 모든 영역으로 분산(dispersion)시킬 수 있는 것은 물론이거니와, 관절운동형상학(arthrokinematics)적으로 안전한 기반(safe base) 아래 움직임(movement)을 도출시킬 수 있는 기틀을 제공합니다.
 두 번째는 관절(joint)에서 움직임(movement)이 발생될 때 정상적인 궤도(normal track)를 그릴 수 있게 하는 능력입니다. 그러니까 움직임(movement) 이전의 상태에서는 관절의 안정화(joint stabilization)가 잘 이루어져 있을지라도, 장기적으로는 움직이는 과정에서 정상적인 궤도(normal track)를 벗어날 수 있습니다. 이것은 앞서 이야기한 첫 번째 요인과도 연관되는데, 움직이는 과정 매 순간마다 (각 관절 각도마다) 관절(joint)을 이루는 뼈(bone)들의 접합부가 최적으로 부합되고 있는 상태가 유지되어야 합니다. 이것이 가능할 때, 비로소 관절은 안정적(joint stability)이라고 말할 수 있습니다.

 관절 안정성(joint stability)을 부추기는 요인

 관절 안정성(joint stability)은 하나의 요인으로만 충족되지 않습니다. 일반적으로 본 포스팅의 주제가 되는 인대(ligament)나, 혹은 움직임(movement) 시 수축 작용(contraction action)을 발휘하는 근육(muscle)으로만 국한적으로 생각하지만, 실제로는 관절(joint)을 감싸거나 경유하는 조직(tissue)이라면, 그것이 무엇이든 상관없이 관절 안정성(joint stability)에 모두 기여하게 됩니다.
 관절(joint) 가장 가까이에는 무엇이 있을까요. 여기에는 관절 연골(joint cartilage)이나 관절액(joint fluid)과 관절주머니(joint capsule) 등과 같은 성분이 존재합니다. 이들은 관절(joint) 가까이에 위치한 만큼, 관절(joint)이 압박(compression)받는 상황에서 상대적으로 가장 마지막 단계에서 관절을 보호(joint protection)하거나 방어하는 매개물로 존재하고 있습니다. 물론 각각의 조직(tissue)들은 조직(tissue)을 이루는 성분이나 분자 구조 결합(molecular structure connection)에 따라, 관절 안정성(joint stability)을 도모하기 위해 어떤 식으로 활동(activity)하느냐에 대해서는 약간의 차이가 존재하기는 합니다. 하지만 관절 안정성(joint stability)을 이끌어내기 위해서는 서로 다른 안정성 능력(stability ability)을 모두 더하여, 결과적으로 최적의 관절 안정성(joint stability)을 만들어내는 것입니다.

 관절 안정성(joint stability)에 있는 인대(ligament)는 빠질 수 없습니다.

 인대(ligament)와 근육(muscle) 이외에도, 위의 문단에는 다른 조직(tissue)들도 존재함을 이야기했지만, 그들은 일반적으로 보통 언급되지 않습니다. 그것은 너무 관절(joint) 가까이에 위치하기도 하거니와, 우리가 감각적으로 그것들을 확인하거나 찾아내기가 매우 어렵기 때문이기도 합니다. 또한 우리가 일반적으로 알고 있는 힘줄(tendon), 인대(ligament) 등과 같은 결합조직(connective tissue)의 발달 및 회복만으로도, 관절 내부(internal of joint)의 조직(tissue)들이 이를 따라가기 때문이기도 할 것입니다.
 하지만 인대(ligament)는 관절 안정성(joint stability)에 있어서, 꼭! 언급되어야 할 조직(tissue)입니다. 그것은 왜 그럴까요.

 인대(ligament)는 인대(ligament)롭기 때문입니다.

 인대(ligament)는 매우 인대(ligament)롭습니다. 여느 조직(tissue)이 그러하겠지만, 제가 지금 이러한 표현을 쓰는 데에는 인대(ligament)는 아주 인대(ligament)다운 성격을 지니고 있다는 것입니다. 인대(ligament)는 매우 강하고 질기고 튼튼합니다. 심지어 관절주머니(joint capsule)나 근육(muscle)보다도 말입니다. 그렇다 보니, 이러한 물질이 관절(joint)을 감싸고 있다면, 관절(joint)은 대단히 강력한 보호막(protective film)을 얻게 되는 셈입니다. 특히나 관절 안정성(joint stability)이 구조적으로 더욱 특화되어야 할 부분, 그러니까 구조적으로 무언가 취약한 요인이 존재하고 있는 관절 지점(joint area)이라면, 인대(ligament)는 말 그대로 관절(joint)을 주행하는 것을 넘어서 관절(joint)을 감싸기도 합니다. 모든 방향(direction)과 각도(angle)에서 말입니다. 그렇다 보니, 관절 내부(internal of joint)를 안전하게 보호(protction)하는 동시에, 인대(ligament)를 구성하는 섬유(fiber) 특성상 지속적으로 적절히 압박력(compression force)을 관절(joint)에 제공함으로써 최적의 관절 안정화(joint stabilization)를 이끌어내게 합니다.

 인대(ligament)는 첫 신장(lengthening) 시부터 응력(stress force)을 발생시킵니다. 구조적으로 인대(ligament)는 (정상적인 위치, 또는 길이 상태에서) 약간 느슨한 섬유 구조(fibrous structure)로 관찰되지만, 이것은 이 자체만으로 응력(stress force)을 발생시키고 있는 상태입니다. 그러니 여기에서부터 느슨함(looseness)을 약간 해소할 수 있는 정도로만 신장력(lengthening force)이 부과되더라도, 이미 초반부터 응력(stress force)을 발생시키기 됩니다. 그렇기 때문에 더욱이 앞서 이야기한 인대의 기능(ligament function)들을 수행해낼 수 있게 되며, 이것만으로도 관절(joint)이 중립 위치(neutral position)로 돌아가는 과정에서 보조적인 장력(tension)을 발생시키게 됩니다.

길이장력 관계(length-tension relationship)에 의한 능동장력(active tension)과 수동장력(passive tension)

 인대(ligament)는 위와 같이 수동장력(passive tension)을 발생시킵니다. 바로 이전 포스팅에서 수동장력(passive tension)과 능동장력(active tension)에 대한 이야기를 소개했으니, 아마 그 글을 보신 분들이라면, 인대(ligament)가 수동장력(passive tension)을 발생시키는 양상을 쉽게 이해하실 수 있을 겁니다.

 인대(ligament)는 밝혔던 것처럼, 첫 신장(lengthening) 시부터 응력(stress force)을 발생시키지만, 급진적으로 응력(stress force)이 발생되는 지점은 수동장력(passive tension)이 급격하게 발생시킬 수 있는 임계치(threshold) 이후부터입니다. 이것은 인대(ligament)가 구조적으로 느슨했던 상태가 온전하게 펴진 상태, 혹은 팽팽한 상태 이후부터 발생되는 신장(lengthening)에 대한 응력(stress force)일 것입니다. 그렇기 때문에 더 이상 길이 변화(length change)를 (신장 변화를) 허용하지 않기 위해 강한 수동장력(passive tension)을 발휘하게 됩니다. 물론 임계치(threshold)를 한참 벗어나서, 인대 조직(ligament tissue)이 섬유(fiber) 특성상 버틸 수 있는 한계치(threshold)를 벗어난다면, 인대(ligament)는 손상(injury)되고 파열(burst)될 것입니다.

 인대(ligament)를 더욱 인대(ligament)롭게 하기 위해

 인대(ligament)는 단순히 인대(ligament) 자체의 구조적인 특징만으로 인대(ligament)로운 성격을 지니고 있는 것은 아닙니다. 인대(ligament)가 관절(joint)을 경유하거나 감싸는 과정에서 뼈(bone)에 (혹은 뼈막에) 부착되는데, 부착(attachment)이라는 표현을 넘어서서 뼈(bone)를 감싸거나 연결(link)되어있다라고 표현해도 무방할 정도로 인대(ligament)는 뼈(bone)와 하나의 세트처럼 구조적으로 이어집니다. 이것을 자세히 살펴봤을 때에는 인대층(ligament layer)과 뼈층(bone layer) 사이의 중간층(middle layer) 영역에서는 서로 다른 두 조직(tissue) 간의 성분들을 공유하고 있는 것은 물론이거니와, 조직(tissue)을 이루게 되는 섬유 구조(fibrous structure) 또한 인대(ligament)인지 뼈(bone)인지 애매할 정도로 그 구조(structure)가 서로 연결되어있습니다. 그렇다 보니, 어느 한 지점에 (그것이 인대든지, 혹은 뼈든지 상관없이) 스트레스가 부과된다 하더라도, 뼈는 인대(ligament)로부터 더 많은 스트레스를 분산(dispersion)시키고, 인대(ligament)는 뼈(bone)로부터 더 많은 스트레스를 분산(dispersion)시킬 수 있게 됩니다.
 물론 인대(ligament)는 구조적으로 뼈(bone)하고만 연결(link)되어있는 것은 아닙니다. 주변의 다양한 결합조직(connective tissue)들까지도 함께 연결(link)되어있으니, 이러한 특징까지 고려한다면, 인대(ligament)는 더욱 인대(ligament)로써 관절 안정성(joint stability)을 위해 뛰어난 역할을 발휘할 수 있습니다.

인대(ligament)로 보는 기능해부학(functional anatomy)

 특히 주변의 근육 조직(muscle tissue)과 신경 조직(nervous tissue), 그리고 관절 내부(internal of joint)와 인대(ligament)에 위치한 고유감각기(proprioceptor) 또한 관절 안정성(joint stability)에 큰 부분을 차지하고 있습니다. 어쨌든 결과가 어찌 됐든, 인대(ligament)는 관절 안정성(joint stability)에 대해 늘 포함되어있다는 사실입니다. 이에 대해서는 이전에 작성한 또 하나의 글까지 참고하시면 도움이 되실 겁니다.

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 김형욱이 읽어주는 '인대(ligament)의 관절 안정성(joint stability)'

 안정성(stability)이라는 요소는 근육(muscle)의 입장보다는 관절(joint)의 입장에서 우선적으로 풀이되고 설명되어야 합니다. 움직임(movement)이 발생되는 실질적인 장소가 관절(joint)이기 때문입니다. 이러한 관점에는 수동적인 장력(passive tension)을 더 강하게 발휘하고 있는 인대(ligament)가 더욱 중요할지도 모릅니다. 우리가 근육(muscle)에 대해서만 너무 큰 관심을 가지고 있는 것에 반하여 말입니다.
 안정성(stability)이라는 것은 동적인 상황(dynamic environment)도 중요하지만, 그보다는 정적인 상황(static environment)을 먼저 고려해야 합니다. 순서적으로 안정된 기반(stability base)에서 안정된 움직임(stability movement)이 나오게 하는 것이 관절(joint)의 입장에서 더 건강한 상태를 유지할 수 있기 때문입니다. 인대(ligament)는 이렇게 우리가 아는 것보다 관절 안정성(joint stability)을 위해 큰 역할을 담당하고 있습니다. 인대(ligament)가 이렇게나 인대(ligament)로운 것을 잊지 마세요.

 

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