무릎을 다쳤다고 하면 보통 십자인대를 다쳤을 것이라고 생각할 정도로, 십자인대 부상은 매우 흔합니다. 그래서 오늘은 십자인대가 어떤 원리에 의해 손상되는지, 원인이 무엇인지, 어떻게 해결해야 하는지 알려드리도록 하겠습니다.
우선 다리뼈에는 허벅지에 있는 대퇴골과, 종아리에 있는 경골이 있는데, 경골이 앞으로 튀어나가거나 뒤로 튀어나가지 않게 잡아줄 수 있도록 두 뼈 사이를 이어주는 인대가 바로 십자인대 입니다. (1)
이 중 경골이 앞으로 튀어나가지 않도록 잡아주는 인대를 전방십자인대라고 하고, 뒤로 튀어나가지 않도록 잡아주는 인대는 후방십자인대라고 하는데,
각 인대는 해부학적 구조상, 특정 환경이나 상황에서 엄청나게 늘어나고, 이런 환경에서 매우 끊어지기 쉬운 상황에 처해지게 됩니다.
특정 환경이나 상황은 몸 내부적으로 발생하기도 하고, 외부의 상황에 의해서도 발생할 수 있는데, 외부의 상황, 예를 들면 축구할 때 테클 같은 외부의 접촉에 의해 생긴 부상은 접촉성 부상이라고 분류 하며 (2)
그 외 접촉이 발생하지 않고, 방향 전환을 하거나, 점프를 하거나 등의 상황같이 아무런 접촉 없이 생기는 부상을 비접촉성 부상이라고 합니다.
그리고 이 중 비접촉성 부상이 80% 이상을 차지하고 있죠. (3,4) 그런데 부딪혀서 인대가 끊어지는 건 상식적으로 그럴 수 있다고 치는데, 왜 접촉하지도 않았는데 끊어지게 되는 걸까요?
십자인대 손상의 원리
이건 십자인대가 어떤 경우나 상황에서 스트레스를 받게 되는지 그 메커니즘을 이해하면 알 수 있습니다.
가장 먼저 전방십자인대가 어디서 시작해서 어디까지 이어져 있는지 보면, 전방십자인대는 대퇴골 후외측 부위에 붙어서 경골의 전방 내측 부위까지 이어져서 경골이 앞으로 튀어나는 걸 방지할 수 있도록 만들어져 있는데요.
이 인대가 과도하게 늘어나는 상황은 크게 2가지 경우로 나눌 수 있습니다.
첫 번째는 경골(Tibia)이 앞으로 튀어나가려고 해서 전방십자인대가 버티고 있는 경우입니다.
두 번째는 대퇴골과 경골이 서로 반대방향으로 회전해서, 앞뒤로 붙어 있는 인대가 쫘악 늘어나게 되는 경우. (한 쪽은 대퇴골에 붙어 있고, 나머지 한 쪽은 경골에 붙어 있기 때문에 대퇴골과 경골이 반대방향으로 회전하면 인대가 매우 늘어나게 됩니다)
이 두 가지 경우는 모두 동반될 수 있으며, 이러한 상황이 최소한으로 발생되도록 하는 게 바로 전방십자인대 관리의 핵심이라고 볼 수 있습니다.
그래서 이 두가지 상황을 이해하고, 잘 관리할 수 있다면 십자인대에 가해지는 스트레스를 최소화할 수 있을 것이고, 어떻게 예방해야 하는지, 수술 후에 어떻게 관리해야 하는지 등을 모두 이해할 수 있을 것입니다. (특히 이미 끊어진 경우에도, 수술을 하고 나면 십자인대의 기능이 떨어지기 때문에 십자인대에 가해지는 스트레스를 최소화하는 게 중요합니다.)
경골의 전방 전위
가장 먼저 경골이 앞으로 튀어나가려고 하는 경우부터 자세히 알아보겠습니다.
무릎 근육의 밸런스
우선 무릎 주변에는 여러 근육들이 감싸고 있고, 이 근육들은 서로 수축하며 정교한 균형을 유지하고 있습니다.
만약 이 중 허벅지 바깥쪽 근육과 안쪽 근육의 밸런스가 깨지면 무릎뼈가 좌우로 움직이게 되고 앞쪽과 뒤쪽 근육의 밸런스가 깨지면 무릎뼈가 위 아래로 움직이게 됩니다.
그리고 만약 앞쪽 근육이 뒤쪽 근육보다 강해지게 되면, 앞쪽 근육은 무릎뼈(patella)를 통해 경골의 앞쪽에 붙어 있기 때문에, 경골을 앞쪽으로 잡아당기면서 전방십자인대(ACL)이 늘어나는 상황으로 이어지게 됩니다.
그래서 허벅지 앞쪽과 뒤쪽 근육의 밸런스를 잡아주는 게 매우 중요하며, 실제로 햄스트링은 전방십자인대가 손상되지 않게 해주는 가장 핵심적인 근육 중 하나입니다.
최근 연구결과에 따르면, 일상생활에서는 0.5:1(앞쪽 근육) 정도의 밸런스도 충분하고, 운동 선수 같은 경우엔 0.8:1 정도의 밸런스를 충족시키는 게 좋다고 합니다.
다만, ACL 부상을 예방하기 위해서는 1:1의 밸런스를 유지해서 허벅지 뒤쪽에 위치한 햄스트링과 허벅지 앞쪽에 위치한 대퇴사두근이 거의 비슷한 근력이 생기도록 만드는 것입니다. (5,6,7)
다만, 이걸 측정하기 위해서는 전문적인 측정 장비가 필요한데, 간단하게는 햄스트링이 주로 쓰이는 레그컬과 대퇴사두근이 주로 쓰이는 레그 익스익스텐션 운동을 했을 때 중량비가 얼마나 되는지 측정해보는 것도 도움이 될 수 있습니다. (레그 컬은 허리가 뜨는 등의 보상패턴이 나타나지 않도록 하여 반드시 정확한 자세로 시행해야 합니다.)
왼쪽: 레그 익스텐션(대퇴사두근 운동) / 오른쪽 레드 컬(햄스트링 운동)
그래서 만약 대퇴사두근에 비해서 햄스트링이 약한 것 같다면 반드시 햄스트링 강화 운동을 병행하는 게 좋습니다.
나쁜 자세, 고관절의 뻣뻣함
전방십자인대는 안 좋은 자세에 의해서도 엄청난 스트레스를 받을 수 있는데, 가장 대표적인 게 바로 무릎을 굽혔을 때 고관절을 안 쓰는 패턴입니다.
실제로 좌 우 사진을 보면, 왼쪽 사진은 고관절을 거의 쓰지 않는 반면, 오른쪽 사진은 고관절을 잘 쓰고 있는 걸 볼 수 있는데 이렇게 고관절을 잘 안 쓰게 되면 해부학적 구조상 대퇴사두근을 제외한 다른 근육들은 제대로 수축하기 어렵기 때문에 대퇴사두근이 엄청난 강도로 수축하게 됩니다.
실제로 대퇴사두근을 집중적으로 강화하는 시시 스쿼트는 고관절이 거의 접히지 않는 걸 볼 수 있습니다.
그리고 이렇게 허벅지 앞쪽에 붙어 있는 대퇴사두근이 강하게 수축하게 되면 앞서 얘기했듯이 앞쪽 근육은 무릎뼈(patella)를 통해 경골의 앞쪽에 붙어 있기 때문에, 경골을 앞쪽으로 잡아당기면서 전방십자인대(ACL)이 늘어나는 상황으로 이어지게 됩니다.
그래서 평소 이렇게 대퇴사두근이 과도하게 수축하지 않도록 만들어주는 게 전방십자인대 부상의 예방에 굉장히 중요하다고 볼 수 있습니다.
무릎의 각도, Back knee
무릎 주변 근육들이 수축하게 되면, 그 힘에 대한 합력은 뒤쪽으로 갈수도 있고 앞쪽으로 갈수도 있습니다.
그리고 해부학적 구조상, 무릎이 펴지면 펴질수록 무릎 주변 근육들의 힘에 대한 합력은 점점 '앞쪽'으로 이동하고 무릎이 굽혀지면 굽혀질수록 힘의 합력이 점점 '뒤쪽'으로 이동하게 됩니다.
실제로 무릎이 펴진 상태에서는 전방십자인대에 가해지는 스트레스는 더욱 커지고 무릎이 굽혀진 상태에서는 전방십자인대가 느슨해지는 경향이 있으며 (8)
무릎이 완전히 펴진 상태에서는 허벅지 뒤쪽에 위치한 햄스트링의 수축 자체가 거의 억제되면서, 전방십자인대를 보호해주는 역할을 제대로 수행할 수 없게 됩니다. (9,10)
이는 특히 반장슬(back knee) 체형이 있는 사람들에게서 두드러지게 나타나게 되는데, 사진을 보면 무릎이 완전히 펴져 있을 뿐만 아니라, 경골이 아예 뒤쪽으로 빠져 있어서 대퇴사두근과 햄스트링 모두 경골을 앞쪽으로 당겨주게 되는 걸 볼 수 있습니다.
그래서 반장슬 체형이 있는 사람들은 전방십자인대가 손상되기 쉽고, 전방십자인대가 이미 손상된 사람들 중 반장슬 체형이 동반된 사람들은 반드시 반장슬 체형을 같이 교정해주는 게 필요합니다.
하퇴삼두근의 약화
마지막으로 네 번째 요소는 하퇴삼두근의 약화인데, 사실 햄스트링과 대퇴사두근의 밸런스는 예전부터 전방십자인대 손상의 주요 원인이라고 잘 알려져 있었지만, 하퇴삼두근은 상대적으로 조명받지 못한 경향이 있었습니다. (11)
그러나 하퇴삼두근은 햄스트링이 경골을 뒤로 당겨주는 역할을 부분적으로 수행하여 28-32% 정도까지 그 역할을 해낼 수 있습니다. (12)
달리 말하면, 하퇴삼두근이 제 역할을 할 수 있게 만들어주면, 햄스트링처럼 경골이 앞으로 튀어나가지 않게 막아줘서 전방십자인대의 부상을 예방할 수 있다는 것입니다.
특히 이미 전방십자인대가 손상된 사람들은 인대의 기능이 본래보다 손실되어 있기 때문에 이런 근육들이 제 역할을 하게 만들어주는 게 아주 중요하다고 볼 수 있습니다.
무릎의 교차회전
전방십자인대는 경골과 대퇴골의 교차회전에 의해서도 손상될 수 있습니다.
보통 아래쪽 경골은 바깥쪽으로 회전하고, 위쪽 대퇴골은 안쪽으로 회전할 때 손상되는데 이러한 상황은 무릎이 안으로 모인 정도를 보여주는 Q-angle과 밀접한 연관이 있습니다.
특히 무릎이 안쪽으로 모이게 되면 무릎뼈는 ‘정상적인 경로’를 유지하기 위해서 바깥쪽으로 당겨주는 힘이 발생하게 되는데, 무릎뼈는 힘줄이 경골에 붙어 있기 때문에, 경골은 바깥쪽으로 잡아당겨지면서 바깥쪽으로 회전하게 되고
무릎은 안쪽으로 모이면서 대퇴골은 안쪽으로 회전하게 되면서 전방십자인대가 손상되는 것입니다.
Static Q angle VS Dynamic Q angle
다만, 무조건 Q-angle이 크다고 해서 무릎 전방십자인대의 부상으로 이어지는 건 아닙니다.
Q-angle 은 선천적인 체형에 따라 큰 차이가 있고, 대표적으로 여성들이 골반의 크기 등에 의해서 Q-angle 각도가 큰 편인데,
이렇게 각도가 크다고 해도, 근육의 길이나 힘줄이나 인대의 길이 또한 그에 맞게 세팅 되어 있기 때문에, Q-angle의 각도 자체는 전방십자인대의 손상에 직접적인 영향을 주지는 못합니다.
과거에는 Q-angle 높은 것 자체가 전방십자인대에 안 좋다 는 내용이 주류였으나,(13,14)
최근에는 각도 자체보다는, 기능적인 문제로 인한 Q-angle이 훨씬 중요한 원인으로 보고 있으며, 아예 static Q angle과 dynamic Q angle 로 구분하기도 하며 선천적인 Q-angle은 아무런 상관이 없다 는 연구들도 보고되고 있습니다. (15,16,17)
그래서 가장 중요한 건 이렇게 구조 자체가 Q-angle이 높게 나오는 게 아닌, 기능적인 장애에 의해서, 쉽게 말해서 근육이 약하거나, 신경이 늦게 반응해서 무릎이 안쪽으로 무너지는, dynamic Q-angle을 잡아주는 게 가장 중요합니다.
일반적으로, 서 있을 때는 무릎이 모이지 않던 사람이 점프해서 착지할 때 무릎이 무너지는 경우가 있는데, 보통 엉덩이 근육이 제 역할을 못하는 경우 이런 현상들이 나타나게 됩니다. (정확히는 중둔근이 무릎이 안쪽으로 모이지 않도록 해주는 역할을 합니다.)
비만과 십자인대
마지막으로 딱 하나 번외로, 체중이 많이 나가는 경우에도 전반적으로 무릎에 큰 스트레스를 주기 때문에 전방십자인대에 가해지는 스트레스를 늘릴 수 있어 적당한 체중 유지를 해주는 것도 필요합니다. (18)
그래서 전방십자인대 관리의 핵심은 크게 4가지로 구분할 수 있습니다. 1. 고관절과 발목을 부드럽게 움직일 수 있게 만들어줘서 평소 무릎을 쓸 때 무릎이 튀어나오지 않도록 한다. 2. 햄스트링과 대퇴사두근의 적절한 근력 수준을 맞춰준다. 3. 다이어트를 한다 4. 무릎이 안쪽으로 쏠리지 않도록 엉덩이 근육을 강화한다.
이 4가지 원칙을 기준으로 해서 운동과 평소 일상 생활을 교정해주면, 매우 빠르게 회복할 수 있을 뿐만 아니라 다시 재발하지 않도록 예방하는데도 큰 도움이 될 것입니다.
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