뼈대계통 (Skeletal System)

학습목표

1. 뼈대계통의 주요기능을 설명한다. 2. 뼈를 생김새에 따라 분류하고, 치밀뼈와 해면뼈의 구조와 기능 차이를 비

교한다. 3. 막속뼈 발생과 연골속 뼈발생의 기전을 비교한다. 4. 뼈대계통의 재형성과 항상성기전을 설명한다. 5. 뼈대계통의 노화과정의 영향에 대해 요약한다. 6. 몸통뼈대와 팔다리 뼈대를 구성하는 뼈의 이름과 기능을 설명한다. 7. 머리뼈를 구성화는 뼈를 확인하고, 각 척추뼈의 구조와 기능의 차이를 설

명하며, 가슴우리의 기능을 설명한다. 8. 팔이음뼈, 다리이음뼈, 팔다리뼈대를 구성하는 뼈를 확인하고 각각의 기

능을 설명한다. 9. 관절계통의 주요 범주를 비교하고 관절의 구조적 특징을 관절의 기능과

연관지어 설명한다. 10. 윤활관절의 구조적 및 기능적 특성이 어떻게 뼈대를 움직이는지 설명한

다. 11. 몸통부위와 팔다리부위에 존재하는 대표적인 관절에 대해 관절의 구조와

움직임 사이의 연관성을 설명한다. 12. 뼈대계통과 다른 기관계통 사이의 기능적 연관성을 설명한다.

뼈대계통의 개요

• 뼈대계통은 • 연골, 관절, 인대 등의 결합조직으로 이루어짐.

• 5가지 주요기능

1. 지지기능 – 틀(framework)을 제공하고 이 틀에 연조직이나 기관들이 부착

2. 저장기능 – 칼슘, 인산염, 지방축적(황골수에 비축)

3. 혈액세포 생산 – 적혈구, 백혈구 생산(적골수에서 생산)

4. 보호기능 5. 지렛대작용

뼈의 생김새와 구조에 따른 분류

• 세포와 뼈기질(뼈바탕질)로 구성 • 뼈바탕질은 세포바깥의 단백질 섬유와 무형질로 구성

• 뼈바탕질에 칼슘염(calcium salt)_뼈가 단단한 이유

– 칼슘염 - 뼈 전체 무게의 2/3

– 아교섬유 – 나머지 1/3

– 뼈세포 – 2%에 불과

육안해부학적 특징

육안해부학적 특징_con

뼈의 조직학적 특징

뼈의 조직학적 특징_con

• 치밀뼈(Compact bone)와 해면뼈(Spongy bone) • 치밀뼈

• 뼈단위(osteon; haversian canal )라는 구조적인 기본단위로 구성

– 중심관(central canal; haversian canal) – 관통관(perforating canal)

• Compression vs shear force?

• 해면뼈 • 뼈단위가 없음. • Trabecular(뼈잔기둥)존재 • 가벼워서 뼈대의 무게를 줄여주고 뼈를 쉽게 움직이도록 도

와줌. • Bone marrow 존재

• 뼈 속의 세포 1. 뼈세포(Osteocyte)

– 뼈 바탕질의 칼슘염 침착, 흡수 및 뼈의 치유과정 – 뼈의 정상구조를 유지

2. 뼈파괴세포(Osteoclast) – 50개 이상의 핵을 가진 거대한 세포 – 산성물질과 효소로 뼈 바탕질을 녹이고 그 안의 무기

질을 방출(뼈용해; osteolysis) – 체액내 칼슘과 인산염 농도를 조절

3. 뼈모세포(Osteoblast) – 뼈의 생산과정(osteogenesis)을 돕는다

뼈발생과 덧붙이성장

• 수정 후 6주가 지난 시점 • 배아가 12mm일 때 시작

• 모든 뼈대 성분들은 연골로 이루어짐

• 뼈발생, 골화(ossification) • 연골 또는 다른 결합조직들이 뼈로 대체되는 과정

• 두 가지 방법이 존재 – 막속뼈발생(intermembranous ossification)과 연골속뼈

발생(endochondral ossification)

뼈발생과 덧붙이성장_con

막속뼈발생

(intermembranous ossification)

• 배아기 또는 태아기의 섬유결합조직 속에서 시작

• 진피의 깊은 곳에서 발생

• 결합조직의 줄기세포에서 분비된 바탕질의 유기질 성분에 칼슘 침착

• 이 줄기 세포가 뼈 모세포로 분화됨

• 이 후 뼈세포로 분화

뼈발생과 덧붙이성장_con

• 연골속뼈발생(endochondral ossification)_con

• 인체의 대부분 뼈들은 유리연골의 연골속뼈발생에 의해서 생성된다.

• 1단계 ~ 5단계로 구분

• 그림 6-5참조

뼈발생과 덧붙이성장_con

연골속뼈발생(endochondral ossification)

뼈발생과 덧붙이성장_con

덧붙이성장(appositional growth)

뼈의 성장과 신체비율

• 뼈끝폐쇄의 시기는 뼈마다, 개개인마다 다르다.

• 발가락뼈 • 11세경 폐쇄

• 골반뼈, 손목뼈의 일부분 • 25세 경

• 팔다리 뼈 • 여성 – 18세 • 남성 – 20세 전후

정상적인 뼈 성장을 위한 조건

• 칼슘과 인산염의 공급이 관건 • 모체로부터 공급 • 비타민 D3

• 간에서 처리 후 칼시트리올(호르몬)변환 • 부족 시 구루병

• 비타민 A와 C • 비타민 C부족 시 : 괴혈병

• 뼈모세포의 활성 감소 – 부러지고 약해짐

• 호르몬의 영향 • 성장, 갑상샘, 성, 칼슘대사에 관여하는 호르몬 등

골절의 치유

뼈대의 분류

뼈대의 분류_con

• 206개로 구성 • 몸통뼈대(Axial skeleton)

• 80개로 구성 • 22개의 머리뼈 • 7개의 목뿔뼈 • 6개의 귓속뼈 • 복장뼈와 24개의 갈비뼈 • 26개의 척주

• 팔다리뼈대(Appendicular skeleton) • 126개

관절 계통의 해부학적 구조와 운동범위에 따른 구분

• 관절 • 뼈와 뼈 • 구조와 기능에 따라 분류 • 힘과 안정성 확보 • 움직임이 필요 없을 경우

– 튼튼하고 안정성이 크다.

– 구조에 따른 분류 • 섬유관절, 연골관절, 윤활관절

– 기능적 분류 • 못움직임관절, 좀움직임관절, 움직임관절

윤활관절의 구조

운동의 종류

윤활관절의 기능적 분류

척추 사이관절 (Intervertebral articulation)

척추 사이관절 (Intervertebral articulation)_con

• 두 개의 관절로 이루어짐. • 위과절 돌기 + 아래관절 돌기 = 미끄럼관절

– 굽힘, 돌림과 관련된 작은 운동 가능

• 척추뼈 몸통 사이의 섬유연골관절 – 미끄럼 운동이 거의 일어나지 않음

– Intervertebral disk(추간판) – 충격흡수

– 척추뼈와 뇌에 가해지는 충격을 방지

팔(Upper limb)의 관절

• 어깨관절, 팔굽관절, 손목관절

• 어깨관절 • Mobility가 크고 stability는 작다

• 팔굽관절 • Stability가 크가

• 손목관절 • 손바닥과 손가락의 정교한 조절 가능

팔(Upper limb)의 관절_con

• 어깨관절(shoulder joint) – Ball & socket joint – 비교적 느슨한 관절 주머니

– 넓은 범위의 운동이 가능한 이유

– Bursa(윤활주머니) – 큰근육, 힘줄과 관절 주머니 사이의 마찰을 줄여줌 – 윤활주머니 염증(bursitis)

– 위팔뼈를 움직이는 근육에 의해 안정화를 이룸

– Rotator cuff(회전근띠) – SITS

팔꿉관절(Elbow joint)

• 두 개의 관절로 이루어짐 • Humerus + ulna

– 더 크고 경첩관절(hinge joint)이며, 팔꿉관절을 안정시키고 운동범위를 제한한다

• Humerus + radius

– 팔꿉관절이 안정적인 이유 1. 위팔뼈와 자뼈의 관절면이 꽉 맞물려 있다

2. 관절주머니가 매우 두껍다

3. 관절주머니가 질긴 인대에 의해 보강되어 있다

다리(Lower limb)의 관절

• 엉덩관절, 발목관절 및 발의 관절

• 팔의 관절과 상응 • 그러나 더 튼튼하지만 운동범위가 좁다.

• 특히, 무릎관절은 팔꿈치 관절과 비슷한 운동가동범위를 가지고 있지만 안정성은 떨어진다.

다리(Lower limb)의 관절_con

• Ball and socket joint

• Acetabulum의 관절면 가장자리 – 섬유연골, 중앙 – 윤활막으로 덮힌 지방체와 인대가 발달

• 충격흡수, 손상이 없도록 늘어나거나 비틀릴 수 있도록 구조가 완성되어 있음.

• 관절주머니 – 절구에서 빠지지 않도록 지지

• 절구 안에는 – 넙다리뼈 머리 인대(ligament of femoral head)가 발달

• 오목한 절구, 튼튼한 관절주머니, 인대의 지지, 근육의 보강

• 엉덩관절이 극도로 안정적인 이유

• 어깨관절과 같은 운동이 가능하지만 범위는 약간 좁다

– 굽힘 : 근육에 의해 제한

– 다른 운동은 인대와 관절 주머니에 의해 제한

무릎관절

무릎관절_con

• 하지의 체중이동 • 엉덩관절 – 넙다리, 넙다리뼈 – 무릎관절을 통해 tibia로 이동

• Hinge joint • 넙다리 뼈의 둥근 구조때문에 움직일 때

마다 접촉면이 계속 변한다 • 세개의 관절

• Femur + tibia 사이의 두 관절(넙다리뼈 안쪽과 가쪽 정강뼈 안쪽과 가쪽 사이), Patella+ femur 사이의 관절이 존재

무릎관절_con

• 통일된 관절주머니도 없고, 공통의 윤환공간도 존재하지 않는다. 따라서 독립적으로 존재

• 넙다리뼈와 정강뼈 사이의 관절면 – 안쪽, 가쪽반달(medial, lateral meniscus)이 존재

– 충격흡수, 관절면이 변하면서 움직일 때 적절한 관절의 변형을 유도하여 움직임을 원활히 해 준다

• 지방체(fat pad) – 관절 주위를 둘러싸고 무릎뼈와 다른 조직사이의 마찰을

감소시키는 윤활주머니의 기능을 도와준다

• 앞, 뒤, 안쪽, 가쪽 인대 존재 • Patella ligament

– Patella bone이 존재

– 앞쪽으로의 지지작용

무릎관절_con

• 관절 주머니 속 인대 • Anterior crucial ligament

• Posterior crucial ligament

• 서로 십자모양으로 교차하듯이 존재

• 정강뼈와 넙다리뼈에 부착