전주 이진복한의원 관절은 왜 삐걱거리지 않을까?

안녕하세요. 

전주 이진복한의원 이진복원장입니다. 

 

관절 부위에서 뼈는 뼈를 누르고 있습니다.

뼈는 회전하기도 합니다.

 

깊은 곳 무릎 관절이 구부러질 때도 엎드려 팔굽혀펴기를 할 때도 그렇습니다.

압력이 가해지는 가운데 뼈를 돌리면 삐걱거릴 것이라고 생각할지 모르겠습니다.

 

그렇지만 관절의 마찰은 그리 크지 않고 소리도 나지 않습니다. 왜일까요?

​

​

뼈의 끝부분은 연골에 둘러싸여 있습니다. 연골을 구성하는 물질이 무게를 받치고 있는 것입니다. 따라서 관절의 마찰을 줄이기 위해서라면 연골의 표면과 그 사이를 채우는 윤활액(synovial fluid)을 살펴보아야 합니다. 압력이 내리누르고 있을 때 윤활액은 어떻게 기능할까요?

 

​

연골은 전형적인 겔 물질로 강하게 하전된 중합체와 물로 구성되어 있습니다. 다른 말로 하면 연골은 겔입니다. 겔의 표면이 배타 구역(exclusion zone)을 가지고 있기 때문에 연골의 표면은 배타 구역을 함유하고 그 사이에 있는 윤활액에 다량의 히드로늄 이온을 방출합니다. 윤활액 자체도 여분의 히드로늄 이온을 제공할 것입니다. 따라서 두 연골의 표면 사이에는 많은 양의 히드로늄 이온이 존재합니다. 따라서 히드로늄 이온 간의 반발력이 연골의 표면을 멀어지게 합니다. 두 연골 부위가 결코 맞닿는 일이 없다고 말하는 과학자들도 있습니다. 이런 분리에 의해 마찰력은 무시할 정도로 줄어듭니다.

​

 

이런 반발 기제가 실제로 작동하기 위해서는 히드로늄 이온의 소실을 막을 장치가 따라 필요합니다. 그렇지 않으면 히드로늄 이온이 사라질 것이고 윤활효과가 줄어들 것입니다. 자연은 안전장치를 마련했습니다. 관절낭이라고 알려진 막 구조가 그런 것입니다. 이 막은 히드로늄 이온이 소실되는 것을 마고 마찰을 낮은 수준으로 유지합니다. 우리의 관절은 보통 삐걱거리지 않습니다.

​

 

출처 :　제럴드 폴락 지음. 김홍표 올김. 물의 과학 : 물의 궁극적 실체를 밝히는 과학 여행. 동아시아. 2018. p 307

전주 이진복한의원 이진복원장(한의학 박사, 침구의학과 전문의)