인간의 골격계

인간의 축성골 및 내장골

두개골

뇌를 둘러싸고 있는 부분을 두개골이라고 한다.

보호기능을 갖는 뼈의 대표적인 예에 속하는 두개골은 뇌를 둘러싸고 있어 때로는 뇌집(braincase)이라고도 하며 시각·청각·미각·후각을 담당하는 감각기관들과도 아주 밀접한 관련이 있다. 뼈의 발생은 태생기에 결합조직의 형태인 중간엽(mesenchyme)이 뼈모세포(osteoblast)로 변해가는 막성뼈 발생, 유리연골(hyaline cartilage)이 뼈로 형성되는 연골성뼈 발생 등이 있다.

두개골의 옆면과 윗면의 뼈들, 즉 전두골이나 두정골 등은 막성뼈 발생에 의해 형성된 뼈들이며 두개골 아랫면에 있는 뼈들은 연골성뼈 발생에 의해 생성된 뼈들이다. 두개강(cranial cavity)의 용적은 뼈의 두께나 공기주머니, 정맥동 등의 크기에 차이가 있기 때문에 두개골의 크기와 직접적으로 비례하지는 않는다.

두개골은 전두골·접형골·측두골·두정골·후두골로 이루어져 있다. 전두골은 이마에서 시작하여 뒤쪽으로는 두개골의 옆면에서 두정골과 전두골을 분리하는 활 모양의 선인 관상봉합까지 이어져 있다.

전두골은 앞쪽에서 비골·권골·접형골·상악골과 관절을 이루고 있으며, 비골과 권골 사이에서 전두골의 수평부분이 뒤쪽으로 이어져 안와의 천장을 형성한다. 이 뼈는 눈과 그 부속구조물을 보호하는 중요한 기능을 한다. 2개의 두정골은 전두골·접형골·측두골·후두골과 접하고 있으며, 두개골 옆면의 대부분이 바로 이 두정골이다. 따라서 두정골은 다른 뼈들과는 달리 다른 구조들에는 관여하지 않고 두개골만을 이루고 있다. 두개골에서 손상부위의 측정 및 위치 선정이나 X선 검사시에 사용하는 중요한 지표가 두정골의 4개의 모서리에 있는데, 위뒤쪽의 시옷자점(lambda), 아래뒤쪽의 별모양점(asterion), 위앞쪽의 정수리점(bregma), 아래앞쪽의 관자놀이점(pterion)이 그들이다.

시옷자점은 두정골이 두개골의 뒷면에 있는 후두골과 만나는 지점이며, 별모양점은 두정골·후두골·측두골이 만나는 점이다. 별모양점은 뇌를 덮고 있는 가장 바깥층인 경질막 사이로 지나가는 외측정맥동의 두개골 내 위치를 알려주는 지점이기도 하다.

정수리점은 두정골과 전두골의 접합점에 있으며 관자놀이점은 전두골·두정골·접형골이 만나는 지점이다. 두개골 천장의 안쪽면에는 두정골 사이의 시상봉합을 따라 좁은 골이 있는데 여기로 정맥혈의 큰 통로인 위시상정맥동(superior longitudinal venous sinus)이 지나간다. 두개강에는 크고 얇은 벽으로 된 많은 정맥동이 있는데 이들은 두개골에 의해 보호받고 있기는 하지만 많은 부위에서 뼈의 바로 밑에 너무 가깝게 위치하고 있으므로 골절 및 관통상에 의해 정맥동이 파열되어 출혈이 되는 수가 있다.

이때 혈액은 뇌의 경질막에 고여서 경막하혈종(subdural hematoma)을 일으킨다. 접형골이 돌출된 부분의 내면, 두정골·측두골의 내면에는 뇌막에 혈액을 공급해주는 중간뇌막동맥이 있는데 이 혈관이 손상을 입게 되면 경질막과 뼈 사이에 혈액이 고여 덩어리를 이루는 경막외혈종(extradural hematoma)을 일으킨다.

두개골의 바닥면은 두개골의 천장이나 측면과는 달리 매우 복잡한데 앞에서부터 뒤로 계단 모양으로 배열된 3개의 우묵(fossa)을 이루고 있다. 앞두개우묵은 뇌의 앞부분, 즉 대뇌전엽이 위치하는 부분이고, 중간두개우묵은 대뇌의 측두엽, 그리고 뒤두개우묵은 소뇌반구 및 뇌간(brain stem)의 앞부분과 중간부분이 위치하는 곳이다.

이러한 3개의 우묵에는 신경과 혈관이 통과하는 통로들이 있다.

설골(hyoid bone)

설골의 주요기능은 혀를 고정시키는 것으로, 후두연골과 아래턱 사이에 그리고 목 앞에 있는 혀뿌리에 위치하고 있다.

이 뼈는 U자 모양을 하고 있으며 설골몸통과 그 양쪽에 각각 한 쌍의 큰뿔과 작은 뿔로 되어 있고 다른 뼈와 직접적으로 관절을 이루지 않고 단지 많은 근육들의 부착점으로서의 역할을 한다. 음식물을 먹을 때 이 뼈는 혀·후두와 함께 위로 빠르게 이동한다.

안면골(facial bones)

얼굴골격의 대부분은 좌우 2개의 상악골에 의해 이루어지는데 이 뼈는 하악골의 보조물로서의 역할뿐만 아니라 안구의 중간부분과 아랫부분을 형성하기도 한다.

2개의 상악골 사이, 즉 작은 비근골의 아래 경계부분의 바로 밑에는 콧속과 통하는 통로가 있으며 이 통로의 아래 가장자리의 중앙에는 앞비강가시(anterior nasal spine)가 돌출되어 있다. 안구 바로 밑에는 안와아래구멍이 있어 제5뇌신경(3차신경)의 2번째 가지인 상악신경의 안와아래가지가 통과하는 통로의 역할을 한다.

윗니가 고정되어 있는 상악골의 이틀[齒槽] 가장자리는 상악골의 아랫부분이며, 바깥쪽으로는 권골과 관절을 이루어 권골돌기가 된다. 아래턱뼈인 하악골의 양쪽 각 부분은 태생기에는 분리된 상태로 있다가 2세경이 되면 가운뎃부분에서 합쳐져 하나가 된다. 하악골은 하악골몸통과 하악골가지로 되어 있는데, 하악골몸통은 가운데에 수평으로 위치하고 있는 부분이며 하악골가지는 하악골몸통 뒤에서 거의 수직으로 올라가 있는 4각형의 골판이다.

하악골몸통의 아랫부분에 턱이 돌출되어 있는 것은 사람의 두개골에서만 나타나는 특징이며, 윗부분에는 상악골에서와 마찬가지로 이틀의 가장자리에 아랫니가 위치하게 된다. 턱의 양쪽에는 턱끝구멍이 있어서 제5뇌신경의 3번째 가지인 하악신경턱끝가지의 통로 역할을 한다. 하악골가지에는 2개의 돌기가 있는데 앞에 있는 것은 다른 뼈와 관절을 이루지 않고 단지 다른 저작근을 보조해 턱을 다물 수 있게 해주는 역할을 하는 측두근의 부착 부위이고, 뒤의 것은 관절돌기로 측두골의 하악오목과 턱관절(temporomandibular joint)을 이루어 다양한 방향으로 자유롭게 움직이게 된다.

하악골가지의 내면에는 비스듬히 위치한 큰 하악구멍이 있는데 하악관까지 이어져 있어서 신경 및 동맥·정맥의 통로가 된다.

척주(spine)

척주(vertebral column)는 뒤에서 보면 일직선을 이루고 있으나 옆에서 보면 S자형의 나선형을 이루고 있다.

신생아는 척주가 비교적 곧은 편이나 성장하면서 몸통과 머리를 곧게 세우거나 사지를 고정시키는 등의 지지기능이 발달하게 되면서 만곡현상이 일어나게 된다. 이러한 S자 굴곡은 인체에 몇 가지 유익한 기능을 한다. 첫째, 포장도로나 딱딱한 지면을 걸을 때 오는 충격을 흡수하는 역할을 한다. 만약 척주가 일자로 되어 있다면 충격이 하지연결대로부터 머리로 직접 전달될 것이다. 둘째, 몸무게를 분산시키는 역할을 한다.

척주의 윗부분은 머리, 가운뎃부분은 흉곽 안에 있는 내장기관, 그리고 아랫부분은 복부의 무게를 담당하는데, 만약 척주가 직선의 형태라면 몸무게의 하중은 머리에서 아래로 내려갈수록 증가하여 제일 아랫부분에서는 매우 큰 하중을 받게 될 것이다. 셋째, 척주가 파열되는 것을 막아준다. 척주가 직선형태일 때보다는 이중으로 휘어져 있을 때에 골절이 생길 가능성이 훨씬 적다. 골격계의 여러 기능 중에서 보호기능은 다른 기관에서도 중요하지만 중추신경계에 있어서 특히 중요하다.

골격계는 혈액순환, 뇌척수액, 그리고 뇌나 척수를 덮고 있는 뇌막과 관련된 생리적인 적응에 필요한 또는 신경계의 구성요소가 필요로 하는 최소한의 팽창이나 이동만을 허용함으로써 신경계를 대단히 잘 보호하고 있다. 뇌는 상자처럼 생긴 두개골에 의해 잘 보호되고 뇌하수체 역시 두개골에 의해 보호를 받는다. 뇌와 연결된 신경다발을 지닌 척수는 척주에서의 배열상태가 마치 초롱 안의 초와 같다. 신경과 뼈 사이의 꽤 넓은 공간은 뇌막·뇌척수액·지방·결합조직 등으로 채워져 있다.

척수의 앞부분에는 척추골몸통(vertebral body) 사이사이에 있는 척추사이원반이 있으며 뒤와 옆부분은 척추궁에 의해 둘러싸여 보호된다. 척추궁들 사이에는 탄력성결합조직인 황색인대가 있어 어느 정도의 움직임이 가능하다. 요추천자(lumbar puncture)를 할 때 바늘이 들어가는 곳이 바로 요추골 부위의 황색인대이다. 척주는 지지·보호라는 기본적인 역할 이외에도 근육을 고정시켜주는 중요한 기능을 한다. 척주에 부착된 많은 근육들은 척주 전체 또는 그 일부분을 움직일 수 있게 해준다.

이중에서 가장 크고 중요한 근육은 척추를 곧게 세워주는 척추세움근(erector spinae muscle)이다. 이 근육은 척주의 끝부분에 있는 3각형 모양의 뼈인 천골에서 시작되어 위로 뻗어 있는데, 요추골의 양쪽에서 큰 근육덩어리를 이루다가 흉곽의 뒷부분으로 올라가면서 3개의 근육으로 분리된다. 척추세움근은 척추나 늑골로 삽입되기도 하며, 여기서 새로운 근육이 생겨나 이 근육의 1가지인 머리최장근(longissimis muscle capitis muscle)이 두개골에 이를 때까지 계속된다.

척주나 척주에 있는 인대에서 나와 팔다리로 삽입되는 근육은 매우 중요한 기능인 척주 고정기능을 한다. 이러한 근육에는 팔에 작용하여 팔의 신전·내전·내측회전을 가능하게 하는 넓은등근(latissimus dorsi muscle), 견갑골을 회전시키는 등세모근(trapezius muscle), 견갑골을 올리거나 내리게 하는 마름모근(rhomboideus muscle)·견갑올림근, 다리에 작용하는 허리근(psoas muscle)이 있다.

늑골틀(rib cage)

늑골틀 또는 흉곽바구니는 12개의 흉추골과 좌우 12쌍씩 24개의 늑골, 그리고 흉골로 되어 있다.

늑골은 활 모양으로 휘어져 있으며 제1늑골이 가장 심하게 구부러져 있고 아래로 내려갈수록 굴곡은 완만해진다. 늑골의 굴곡이 가장 심한 곳을 늑골각이라 하며, 척추와 관절을 이루는 늑골머리에서 약간 떨어져 있다. 처음 7쌍의 늑골은 늑연골을 사이에 두고 흉골과 연결되는 형태를 띠고 있어 참늑골이라고 부르고 그 아래의 5쌍의 경우에는 늑연골들이 흉골과 직접 연결되지 않기 때문에 거짓늑골이라고 한다.

거짓늑골 중에서도 끝의 2쌍은 복벽에 있는 근육과 늑연골이 연결되어 있어 뜬늑골이라고 한다. 어느 정도로 딱딱한 늑골틀은 여러 근육들의 작용에 의해서 커질 수 있다. 그결과 폐의 공기압력이 외부의 공기압력보다 줄어들게 되고, 이때의 압력차이 때문에 공기가 급격히 폐 속으로 흡입되면서 평형을 이루게 된다. 이것이 흡기이다.

숨을 내쉬는 것은 호흡기근육의 이완이나 폐의 탄력적 반동, 그리고 흉곽골격에 부착된 섬유성 인대나 힘줄의 수축에 의해서 일어난다.

인간의 사지골

상지연결대(shoulder girdle)와 하지연결대(pelvic girdle)

사람의 상지와 하지는 여러 가지 면에서 비교가 되기도 하며 대조를 이루기도 한다.

이들 구조물들은 같은 기원을 지닌 상동기관으로서 오랜 진화과정의 결과로 인해 많은 차이가 생기게 되었다. 연결대는 몸의 축에 가장 가까이 위치한 사지의 한 부분으로서, 팔다리와 같은 자유사지(free extremity)를 골격이나 근육으로 신체의 축과 연결시키는 역할을 한다. 하지연결대는 천골장골관절(sacroiliac joint)에 의해 척주에 연결되어 있고, 관절강에는 윤활액이 있어 활막관절을 이룬다.

관골의 뒤위쪽 부분인 장골과, 척주의 한 부분으로서 관골과 직접 연결된 천골의 인접면은 얇은 연골판으로 되어 있다. 하지연결대는 앞천골장골인대·뒤천골장골인대·뼈사이천골장골인대와 같은 튼튼한 인대에 의해 척주에 부착되어 있어 관절의 운동이 상당히 제한을 받는다. 이 부위의 근육 상태는 천골장골의 질환을 방지하고 교정하는 데 상당히 중요하다. 하지연결대는 장골·좌골·치골의 세 뼈로 분리되어 있던 것이 차차 융합되어 하나의 뼈로 된 것이다.

관골의 바깥면에는 관절절구라는 절구 모양의 깊은 함몰부가 있고 관골을 이루는 세 뼈는 관골절구의 중심에서 서로 만나 대퇴골머리와 관절을 이루어 대퇴관절을 형성한다. 상지연결대의 구성요소인 견갑골·쇄골은 하지연결대인 관골과는 달리 서로 분리되어 있는 뼈이다.

팔의 윗부분을 이루는 긴뼈인 상완골의 상완골머리는 견갑골의 관절오목과 관절을 이룬다. 상지연결대는 척주와 인대로 연결되어 있지 않고 척주와 어떠한 형태의 관절도 형성하지 않으며 단지 등세모근·마름모근·견갑올림근 등에 의해 연결된다. 따라서 상지연결대 특히 견갑골의 운동범위는 하지연결대에 비해서 매우 크다.

기능적인 측면에서 상지연결대와 하지연결대의 또 다른 점은 관골절구의 깊이가 다르다는 것이다. 즉 상지연결대의 관절오목이 하지연결대보다 얕아서 상지의 운동범위가 훨씬 더 크며 그결과 어깨관절은 탈골되기 쉽다.

팔다리의 긴뼈(long bones of arms and legs)

상완골과 대퇴골은 각각 팔다리에서 상응하는 뼈로서 각 부분은 서로 비슷하나 그 구조는 각 기능에 맞도록 적응되어왔다.

상완골머리는 반구형인 반면 대퇴골머리는 2/3구형으로 되어 있다. 또한 대퇴골머리에는 튼튼한 인대가 있어 대퇴골을 관골절구에 강하게 부착시키는 역할을 한다. 상완골의 해부목은 약간 수축되어 있으나 대퇴골목은 대퇴골몸통과 125° 정도의 경사를 이룬다.

몸의 전체 무게는 대퇴골머리와 대퇴골목을 지나서 대퇴골몸통으로 전달된다. 팔·다리에는 각기 요골·척골·경골·비골의 2개씩의 긴뼈가 있다.

요골은 경골과, 척골은 비골과 상응하는 뼈이다. 무릎관절은 인체에서 가장 크고 복잡한 관절이다. 여기에 관련되는 뼈는 단지 대퇴골·경골뿐이며 매우 가느다란 비골은 무릎관절이 굴곡·신전·회전 운동을 할 때 같이 움직인다. 팔꿈치에서 척골은 상완골과 함께 굴곡·신전 운동을 하는 경첩관절을 이룬다.

척골보다 짧은 요골에는 두꺼운 원반 모양의 요골머리가 있는데 위가 약간 함몰되어 있어서 상완골머리와 관절을 이룬다.

손발의 뼈(bones of hands and feet)

손목과 손바닥의 일부를 이루고 있는 손목뼈는 4개씩 2줄로 배열되어 있으며 발목뼈는 7개의 뼈를 가지고 있으나 발과 다리의 각도와 몸무게를 지탱해야 하는 기능 때문에 손목뼈보다 복잡하게 배열되어 있다.

아래뒤 방향으로 향해 있는 발꿈치뼈는 발굽골이며 발목뼈의 쐐기돌격인 목말골은 위쪽에서 경골과 관절을 이룬다. 사람의 경우 발바닥뼈는 손바닥뼈보다 크며 발목뼈와 발바닥뼈는 족궁을 형성함으로써 지렛대의 역할을 한다. 발가락뼈는 손가락뼈에 비해 마디뼈바닥이 큰 반면에 마디뼈몸통은 가늘며 발의 중간마디뼈와 끝마디뼈는 손에 비해 짧은 편이다.