슬관절과 고관절의 굴곡-신전 운동에서 two joints muscle의 상호작용
1 슬관절과 고관절의 two joints muscle 슬관절과 고관절을 지나는 근육 gracilis, sartorius, rectus femoris, hamstring muscle 등이 있다. 이 가운데 슬관절과 고관절의 굴곡-신전 운동에 참여하여 상호 작용하는 근육은 rectus femoris와 hamstring이다. 물론 gracilis나 sartorius 등은 기시부와 정지부가 고관절과 슬관전에 걸쳐 있으며, 두 관절의 운동에 작용하는 근육이기는 하다. 그러나 rectus femoris나 hamstring처럼 근육의 길이-장력 관계에 의한 상호작용을 나타내지는 않는다. gracilis와 sartorius의 작용은 아래와 같다. gracilis는 고관절에서 대퇴를 내전시키고, 슬관절에서 하퇴를 굴곡시키며, 굴곡 상태의 하퇴 내회전을 보조하는 근육이다. sartorius는 고관절에서 대퇴를 외전, 외회전 시키며, 특히 슬관절 굴곡 이후에 슬관절에서 하퇴를 내회전시키는 작용을 한다. 그렇기 때문에 sartorius를 최대한 긴장시키기 위해서는 슬관절 굴곡 상태에서 하퇴 내회전, 고관절 외전, 외회전 상태의 자세가 되어야 한다. gracilis나 sartorius가 다른 two joint muscle과 아예 관계가 없는 것은 아니다. 내측 경골 근위부에서 두 근육의 건이 hamstring muscle 가운데 하나인 semitendinosus의 건과 함께 부착한다.
2 rectus femoris와 hamstring muscle의 해부학적 소개 rectus femoris는 two joint muscle로 기시부가 AIIS이며 정지부가 슬개골 위를 지나 경골 조면에 부착하는 슬개건에 정지한다. 고관절에서는 굴곡근으로, 슬관절에서는 신전근으로 작용한다. hamstring muscle은 그것을 형성하는 3 개의 근육 가운데서 biceps femoris의 long head(단두 제외), semitendinosus, semimembranosus 등이 two joint muscle에 해당된다. 이들의 기시부는 좌골결절이며, 정지부는 biceps femoris가 비골두의 외측면, 경골의 외측 과이며, semimembransus가 경골 내측 과의 후면이고, semitendinosus가 경골체 근위부 내측면이다. 이들 근육은 공통적으로 고관절에서 신전근으로, 슬관절에서 굴곡근으로 작용한다. 고관절 굴곡근, 슬관절 신전근으로 작용하는 rectus femoris와 비교해 본다면 정반대의 작용을 하고 있다.
3 rectus femoris와 hamstring muscle의 수축과 신장에 관해 근육의 길이-장력의 관계를 알고 있다면 rectus femoris와 hamstring muscle의 수축과 신장을 쉽게 이해할 수 있다. 근육은 안정적인 길이를 가지고 있고, 관절 운동에 따라 이 안정적인 길이가 늘어나면서 근육이 팽팽해지기도 하고 안정적인 길이가 줄어들면서 느슨해진다. 길이-장력의 관계에 입각한 두 근육의 작용은 다음과 같다. 1)rectus femoris의 경우 rectus femoris는 고관절 굴곡근이자 슬관절 신전근으로 작용하는 two joints muscle이다.
(1)고관절이 신전될 때 고관절 근처(기시부)의 rectus femoris는 안정적인 길이보다 늘어나게 된다. 늘어나면서 장력이 증가하여 팽팽해진다. (2)고관절이 굴곡될 때 고관절 근처(기시부)의 rectus femoris는 안정적인 길이보다 짧아지게 된다. 짧아지면서 장력이 줄어 느슨해진다. (3)슬관절이 신전될 때 슬관절 근처(정지부)의 rectus femoris는 안정적인 길이보다 짧아지게 된다. 짧아지면서 장력이 줄어 느슨해진다. (4)슬관절이 굴곡될 때 슬관절 근처(정지부)의 rectus femoris는 안정적인 길이보다 늘어나게 된다. 늘어나면서 장력이 증가하여 팽팽해진다. 2)hamstring의 경우 hamstring은 고관절 신전근이자 슬관절 굴곡근으로 작용하는 two joints muscle이다. (1)고관절이 신전될 때 고관절 근처(기시부)의 hamstring은 안정적인 길이보다 짧아지게 된다. 짧아지면서 장력이 줄어 느슨해진다. (2)고관절이 굴곡될 때 고관절 근처(기시부)의 hamstring은 안정적인 길이보다 늘어나게 된다. 늘어나면서 장력이 증가하여 팽팽해진다. (3)슬관절이 신전될 때 슬관절 근처(정지부)의 hamstring은 안정적인 길이보다 늘어나게 된다. 늘어나면 장력이 증가하여 팽팽해진다. (4)슬관절이 굴곡될 때 슬관절 근처(정지부)의 hamstring은 안정적인 길이보다 짧아지게 된다. 짧아지면서 장력이 줄어 느슨해진다.
위에서 길이-장력 관계로 두 근육의 작용을 보자면 두 근육이 본래의 작용을 할 때는 근육이 짧아지면서 장력이 줄고 느슨해진다. 본래 작용과 반대로 작용될 때는 근육은 늘어나면서 장력이 증가해 팽팽해진다.
4 슬관절과 고관절 굴곡-신전 운동에서 rectus femoris와 hamstring의 상호작용 (1) 슬관절 굴곡, 고관절 신전 rectus femoris는 슬관절이 굴곡되면 슬관절 근처(정지부)에서 늘어나면서 장력이 증가되고, 고관절이 신전되면 고관절 근처(기시부)에서도 늘어나 장력이 증가하게 된다. hamstring이 주동근으로 작용하는 슬관절 굴곡 운동에 대해 수동 불충분을 일으키게 된다. hamstring은 슬관절이 굴곡되면 슬관절 근처(정지부)에서 수축해 짧아지면서 장력이 감소하고, 고관절에서 신전되면 고관절 근처(기시부)에서도 수축해 짧아지면서 장력이 감소한다. 이 운동을 진행하면 hamstring의 장력이 지나치게 감소되고 근력이 소실된다. 이때 대퇴 후부에 근경련을 일으킬 수 있다. 똑바로 일어선 자세에서 한 다리를 후방으로 신전시킨 후(고관절 신전) 신전시킨 다리의 슬관절을 굴곡해보라. (2) 슬관절 신전, 고관절 신전 rectus femoris는 슬관절이 신전되면 슬관절 근처(정지부)에서 수축해 짧아지면서 장력이 줄고, 고관절이 신전되면 고관절 근처(기시부)에서는 늘어나 장력이 증가하게 된다. 정지부에서 장력이 줄어든 만큼 기시부에서 장력이 늘어나는 셈이다. hamstring은 슬관절이 신전되면 슬관절 근처(정지부)에서 늘어나 장력이 증가하고, 고관절이 신전되면 고관절 근처(기시부)에서는 수축해 짧아지면서 장력이 감소한다. 정지부에서 장력이 늘어나는 만큼 기시부에서 장력이 감소하게 된다. 두 근육은 장력의 감소와 증가에 있어서 큰 손실이 없다. 이는 운동이 효율적인 운동이라는 뜻이다. 실제로 슬관절 신전, 고관절 신전 상태의 운동은 계단 오르기, 달리기, 점프와 같은 동작에서 일어나는 유익한 복합운동이다. 똑바로 일어선 자세에서 한 다리를 후방으로 신전시키면서(고관절 신전) 신전시키는 다리의 슬관절을 신전 상태로 해보라. (3) 슬관절 굴곡, 고관절 굴곡 rectus femoris는 슬관절이 굴곡되면 슬관절 근처(정지부)에서 신장되어 장력이 증가하고, 고관절이 굴곡되면 고관절 근처(기시부)에서 수축해 짧아지면서 장력이 감소한다. 정지부에서 장력이 증가한 만큼 기시부에서 장력이 감소하는 셈이다. hamstring은 슬관절이 굴곡되면 슬관절 근처(정지부)에서 수축해 짧아지면서 장력이 감소하고, 고관절이 굴곡되면 고관절 근처(기시부)에서 신장되어 장력이 증가한다. 정지부에서 장력이 감소하는 만큼 기시부에서 장력이 증가한다. 두 근육은 장력의 감소와 증가에 있어서 큰 손실이 없고, 역시 매우 효율적인 운동으로 볼 수 있다. 바로 누운 자세에서 고관절과 슬관절을 굴곡해보라. 이 자세와 고관절 굴곡, 슬관절 신전 자세를 비교해 보라. (4) 슬관절 신전, 고관절 굴곡 rectus femoris는 슬관절이 신전되면 슬관절 근처(정지부)에서 수축해 짧아지면서 장력이 감소하고, 고관절이 굴곡되면 고관절 근처(기시부)에서 수축해 짧아지면서 장력이 감소한다. 일정한 운동범위를 지나버리면 정지부와 기시부에서 모두 지나치게 수축해 짧아지고 장력이 감소하고 근력이 감소해 능동 불충분에 이를 수 있다. hamstring이 수동 불충분을 일으켜 이를 저지한다. hamstring은 슬관절이 신전되면 슬관절 근처(정지부)에서 신장되어 장력이 증가하고, 고관절이 굴곡하면 고관절 근처(기시부)에서 신장되어 장력이 증가한다. 정지부와 기시부 양쪽에서 신장되면서 장력이 증가해 팽팽해진다. 안정길이보다 늘어나지만 무한정 늘어나지 않기 때문에 고관절 굴곡 운동을 방해한다. 이 운동은 대퇴사두근을 강화하는 하지직거상운동(SLR)의 형태이다. 고관절 굴곡의 일정 범위 내에서는 대퇴사두근이 하퇴를 중력에 저항해 신전상태로 유지해 근력을 강화하고 근지구력을 높이는 운동법으로 사용되고 있다. |