관절은 뼈·관절연골·관절낭·활막·활액으로 어떻게 움직임을 가능하게 할까?

관절은 뼈가 만나는 구조다. 활막관절에는 활액이 있는 관절강이 있고, 그 주변에는 관절연골·관절낭·활막이 놓인다. 이 구조들이 어느 위치에 있는지를 구분하면 관절강 안의 관계를 더 정확히 볼 수 있다.

활막관절 도해: U.S. federal government medical illustration, Wikimedia Commons, public domain.

활막관절에는 관절강이 있다

활막관절에는 활액으로 채워진 관절강이 있다. 관절강은 관절에서 만나는 뼈 사이의 공간이다. 뼈 끝의 관절연골, 관절강을 둘러싼 관절낭, 관절낭 안쪽을 덮는 활막, 관절강을 채우는 활액이 함께 이 구조를 이룬다.

관절강과 관절연골은 같은 것이 아니다. 관절연골은 뼈 끝의 표면을 덮고, 관절강은 그 표면들 사이에 있다. 활액은 관절강을 채운다. 표면을 덮는 연골과 그 사이의 활액 공간을 나누어 보면 활막과 관절낭의 위치도 이어서 파악할 수 있다.

관절은 조직과 움직임 기준으로도 나뉜다

관절은 조직학적으로 섬유관절·연골관절·활막관절로 분류할 수 있다. 움직임의 정도를 기준으로는 움직이지 않는 관절, 조금 움직이는 관절, 자유롭게 움직이는 관절로 나눈다. 이 두 분류는 서로 연관되지만, 이 글에서는 관절강이 있는 활막관절의 구조에만 초점을 둔다.

활막관절도 모두 같은 방식으로 움직이지는 않는다. 경첩관절·안장관절·평면관절·중쇠관절·타원관절·구상관절은 허용하는 움직임의 형태에 따라 나뉜다. 따라서 ‘활막관절’이라는 분류는 관절강과 활막을 공유한다는 구조적 공통점이고, 각 관절의 움직임 범위까지 하나로 같다는 뜻은 아니다.

섬유관절은 두 뼈를 섬유성 결합조직이 잇는 관절이고, 보통 관절강이 없다. 연골관절은 유리연골 또는 섬유연골로 뼈가 이어지는 관절이다. 반면 활막관절은 관절강의 존재로 구별된다. ‘관절’이라는 한 단어 안에 이처럼 다른 구조가 포함되므로, 관절강·활액·활막의 관계는 모든 관절에 똑같이 적용되는 설명이 아니라 활막관절을 설명하는 말이다.

움직임의 정도에 따른 분류에는 움직이지 않는 부동관절, 조금 움직이는 반관절, 자유롭게 움직이는 가동관절이 있다. 활막관절은 가동관절에 해당하지만, 실제 움직임의 범위는 관절의 하위 유형에 따라 달라진다. 따라서 활막관절을 말할 때에는 관절강이라는 공통 구조와 개별 관절의 움직임 형태를 구분해 두어야 한다.

하위 유형은 관절강 안의 기본 구조를 바꾸는 목록이 아니라, 뼈가 만나는 모양과 허용하는 움직임을 나누는 방법이다.

경첩관절은 한 뼈의 볼록한 끝과 다른 뼈의 오목한 관절면이 만나는 형태이며, 보통 굽힘과 폄처럼 한 축의 움직임을 허용한다. 팔꿈치·무릎·발목·손가락뼈 사이 관절이 예다. 중쇠관절은 뼈의 원통형 끝이 인대 고리 안에서 움직이며 한 축을 중심으로 회전하는 형태다. 첫째와 둘째 목뼈 사이 관절, 아래팔뼈 사이의 근위 관절이 이에 속한다.

타원관절은 한 뼈의 얕은 오목면과 다른 뼈의 둥근 구조가 만나는 관절로, 두 축의 움직임이 가능하다. 안장관절도 두 축의 움직임과 관련되며, 한 방향으로 오목하고 다른 방향으로 볼록한 두 뼈가 만나는 형태다. 평면관절은 비슷한 크기의 평평한 두 뼈가 만나는 관절이며, 주변 인대의 제한을 받는 다축성 미끄럼 운동과 관련된다.

구상관절은 한 뼈의 둥근 머리와 다른 뼈의 오목한 관절면이 만나는 다축성 관절이다. 엉덩관절과 어깨관절이 이에 해당한다. 이 예시들은 활막관절의 하위 유형이 관절강을 공유하더라도 뼈가 만나는 모양과 허용하는 움직임의 범위가 다르다는 점을 구체적으로 보여 준다.

타원관절의 예로는 둘째~다섯째 손허리손가락관절(중수지관절)이 있고, 굽힘·폄·벌림·모음의 네 움직임이 가능하다. 안장관절의 예인 엄지의 손목손허리관절(제1 수근중수관절)은 손바닥과 나란한 굽힘·폄과 그에 수직인 벌림·모음에 관여한다. 근위 노자관절에서는 노뼈가 윤상인대 고리 안에서 움직여 엎침과 뒤침이 가능하다. 이처럼 관절 이름은 단순한 모양의 별칭이 아니라, 움직임이 어느 축과 방향으로 일어나는지를 함께 가리킨다.

관절연골은 뼈 끝의 표면을 덮는다

관절연골은 관절에서 만나는 뼈 끝의 표면을 덮는다. 보통 유리연골인 관절연골은 낮은 마찰의 표면을 제공한다. 관절연골은 뼈 끝을 덮는 표면이고, 활액은 그 표면들 사이의 관절강을 채운다는 점을 구분해야 한다.

관절연골에는 혈관이 없다. 활액은 관절연골에 영양분을 전달하는 데 관여한다. 따라서 관절연골의 무혈관성과 활액의 역할은 관절강 안에서 서로 연결해 이해할 수 있다.

관절낭은 관절강을 둘러싼다

관절낭은 관절강을 감싸는 구조다. 바깥 섬유층은 관절을 이루는 뼈들에 부착되고, 안쪽 활막은 관절낭의 안쪽 가운데 관절연골로 덮인 관절면을 제외한 부분을 덮는다. 같은 관절낭 안에서도 바깥 섬유층과 안쪽 활막은 위치가 다르다.

활막은 활액을 만드는 관절낭의 안쪽 층이다. 관절낭이 관절강을 둘러싸고 활막이 관절연골로 덮인 관절면을 제외한 안쪽을 덮는다는 관계를 먼저 구분하면 활액이 관절강 안에 있다는 설명도 위치를 잃지 않는다.

활막과 활액은 관절강의 환경을 만든다

활막은 활액을 만든다. 활액은 관절강을 채우며 관절연골 표면을 윤활해 마찰을 줄인다. 활액은 관절연골에 영양분을 전달하는 데도 관여한다. 이 설명은 활막·활액·관절연골을 관절강 안에서 이어진 구조로 보게 한다.

활액은 관절강 안에 있고, 활막은 활액을 만들며, 관절연골은 뼈 끝을 덮는다. 활액의 윤활과 영양분 전달은 이 위치 관계 안에서 이해해야 한다.

다섯 구조를 함께 보면 관절강의 관계가 보인다

활막관절에서는 관절연골이 뼈 끝을 덮고, 그 사이의 관절강은 활액으로 채워진다. 관절낭은 관절강을 둘러싸며, 그 안쪽 활막은 활액을 만든다. 다섯 구조의 위치와 역할을 나누어 보면 어느 요소가 뼈 끝의 표면이고 어느 요소가 관절강 안에 있는지 구분할 수 있다.

관절낭은 관절강을 둘러싸고, 관절연골은 뼈의 관절면을 덮는다. 활막은 관절낭의 안쪽에 있다. 이 세 위치를 구분하면 ‘관절을 감싸는 구조’와 ‘뼈 끝을 덮는 구조’가 다르다는 점을 확인할 수 있다.

원문과 관련 글

이 글은 여러 인체 주제를 함께 설명하던 원문 글의 관절 부분을 독립 질문으로 확장해 기존 `/542`에 적용하는 후보 원고다. 같은 원문의 다른 기관 관련 글은 심장, 위, 소장에서 확인할 수 있다.

참고 자료

• NCBI Bookshelf - Anatomy, Joints: 활막관절의 관절강·관절연골·관절낭·활막·활액, 관절연골의 유리연골·낮은 마찰·무혈관성, 관절낭의 섬유층과 활막을 확인했다.
• NCBI Bookshelf - Synovial Fluid Analysis: 활막의 활액 생성, 활액의 윤활과 관절연골 영양분 전달 역할을 확인했다. 임상적 천자·진단 내용은 사용하지 않았다.