관절의 다양한 구조와 기능은 각각의 연접부에서 함께 묶여지는 뼈의 조직형태에 따라 분류될 수 있다. 이에 기초해 관절은 3개의 일반적인 집단으로 나눌 수 있는데 섬유관절·연골관절·윤활관절이 그것이다.

또한 관절은 뼈의 연접부에 있어서 가능한 운동의 양에 따라서도 분류될 수 있다. 이 경우 비운동성 관절(부동관절), 약간의 운동성 관절(반관절), 자유운동성 관절(가동관절)로 분류될 수 있다.

섬유관절

섬유관절은 뼈들의 사이에서 발견되는데, 그중 다른 하나의 뼈에 밀접하게 접촉돼 있다. 섬유관절에 있는 뼈는 섬유성 결합조직의 얇은 층에 의해 단단하게 함께 묶여 있다. 섬유관절은 대체로 이들 뼈 사이에서 거의 움직이지 않으며, 때때로 아주 적은 움직임만이 가능하다.

연골관절

연골관절의 뼈는 유리연골이나 섬유성 연골에 의해 연결돼 있다. 연골관절의 두 가지 형태는 다음과 같다.

1) 유리연골결합(Synchondrosis)
유리연골결합에 있어서 뼈들은 투명한 연골(유리연골)의 띠에 연합돼 있다. 이런 관절은 대부분 성장과정의 결과로 인해 사라지는 일시적인 구조이다. 이와 같은 예는 미성숙한 긴 뼈에서 볼 수 있는데, 뼈끝(Epiphysis)은 유리연골의 띠에 의해 뼈몸통(Diaphysis)에 연결돼 있다(뼈끝원반).

앞에서도 설명했듯이 이런 띠는 뼈의 성장과정 중에 기능을 하며, 시간이 지남에 따라 연골에서 경골로 바뀐다. 보통 25세 이전에 이런 골화(Ossification)가 완성되었을 때 관절은 더 이상 움직이지 않는데, 이런 관절을 부동관절이라 한다.

2) 섬유연골결합(치골결합: Symphysis)
섬유연골결합에 있는 뼈의 관절표면은 유리관절의 얇은 층으로 덮여 있으며, 이에 뒤따라 연골은 탄력성이 있는 섬유성연골의 대(Pad)에 부착돼 있다. 이런 연골결합에서는 운동이 제한되는데, 그런 곳은 연골성대가 압축되거나 떨어지게 하는 힘이 발생하는 곳이다.

척추사이원반(Intervertebral Disk)에 의해 분리돼 있는 2개의 인접한 척추의 골체에 의해 형성된 관절이 섬유연골결합의 예다.

각각의 척추사이원반은 젤라틴핵(수질핵: Nucleus Pulposus)을 싸고 있는 섬유성 섬유연골(섬유테: Annuius Fibrosis)의 띠로 구성돼 있다. 이 원반은 충격을 흡수하고 또 몸이 움직일 때 척추 사이의 압력을 분산시키는 데 도움을 준다.

각각의 원반은 약간의 유동성이 있기 때문에, 척추에 있는 모든 관절의 일관된 움직임은 제한된 운동, 즉 등이 앞으로 굽거나 옆으로 굽어질 때 또는 회전할 때 발생하는 운동을 가능케 한다.

윤활관절

골격계의 관절들은 대부분 윤활관절(Synovial Joint)이며, 그것들은 자유로운 움직임을 허용하기 때문에 가동관절이다. 이런 관절들은 섬유관절이나 연골관절보다 더욱 복잡한 구조를 갖고 있다. 예를 들면, 윤활관절은 관절연골·관절주머니(Joint Capsule), 윤활막(Synovial Mem- brane) 등을 갖고 있다.

1) 일반적 구조
윤활관절에 있어서 뼈의 관절 끝부분은 유리관절의 얇은 층으로 덮여 있다. 관절연골(Articular Cartilage)이라 불리는 이런 층은 마모에 강하고 관절의 움직임에 따라 압축됐을 때 균열을 최소화한다. 또한 관절연골은 몸의 무게를 아래에 위치한 뼈에 전달할 수도 있다.

전형적으로 관절연골이 놓여 있는 곳 위에 있는 뼈(연골밑판: Subchondral Plate)는 해면 뼈를 포함하고 있으며, 다소 신축성이 있다. 이런 판은 충격을 흡수하는데, 몸무게의 지탱 및 근수축에 의해 발생하는 외부압력으로부터 관절을 보호해준다.

과도한 기계적 압박은 관절 아래판에 약간의 균열을 야기할 수도 있다. 이와 같은 파열은 보통 고쳐지더라도 재생되는 뼈는 본래의 것보다 신축성이 약해 뼈의 보호기능이 감소된다.

뼈는 2개의 뚜렷한 층을 갖고 있는 관 모양의 관절낭(Articular Capsule 또는 Joint Capsule)에 의해 지탱된다.

관절낭의 바깥층은 대부분 희고 조밀한 섬유성의 결합조직으로 구성돼 있으며, 그것들의 섬유는 골막에 부착돼 있다. 골막은 관절의 끝부분에 있는 관절의 뼈 주위를 각각 둘러싸고 있다. 관절낭의 섬유성 바깥층은 관절의 다른 부분을 둘러싸고 있다.

그러나 관절낭은 뼈의 움직임을 수용하도록 충분한 신축성과 잡아당겨짐으로부터 관절표면을 보호하는 데 필요한 충분한 힘을 갖고 있다.

인대(Ligaments)라 불리는 강하고 거친 콜라겐성 섬유다발은 관절낭을 보강하고 뼈의 관절 끝부분을 함께 묶어주는 데 도움을 준다.

윤활막은 윤활액을 분비함과 아울러 지방성 조직을 저장하고, 관절 내에서 움직이는 지방질대를 형성한다. 또한 관절막은 윤활액을 재흡수하는 기능을 갖고 있다. 그것들은 상처를 받거나 감염된 관절강으로부터 물질들을 제거하는 데 도움을 준다.

2) 형태
윤활관절의 관절성 뼈들은 다양한 모양을 갖고 있는데, 각기 다른 종류의 움직임을 수용한다.

윤활관절들은 자체부분의 모양과 수용하는 움직임에 따라 절구(공이)관절·타원관절·활주관절·경첩관절·중쇠관절·안장관절 등 6개의 주요 형태로 나눌 수 있다.

윤활관절의 예

어깨·팔꿈치·엉덩이 및 무릎은 크고 자연스러운 운동관절들의 보기이다. 이런 관절들은 공통점을 많이 갖고 있기는 하지만 각기 그들의 특수한 기능에 맞는 독특한 구조를 갖고 있다.

(1) 어깨관절(Shoulder Joint)
어깨관절은 절구공이 관절로서, 상완골의 둥근머리와 견갑골의 좁은 오목강으로 구성돼 있다. 이런 부분은 견갑골의 부리와 어깨돌기에 의해 윗부분이 보호돼 있다. 또한 그것들은 다양한 섬유성 결합조직 및 근육들과 함께 이뤄져 있다. 어깨의 관절낭은 상완골의 해부목과 관절오목강의 주위를 따라 부착돼 있다.

관절낭은 관절을 완전히 덮고 있지만 매우 느슨한 편이며, 스스로 관절의 뼈를 가깝게 접촉시킬 수가 없다. 그러나 견갑골은 근육과 힘줄들에 의해 둘러싸여 있다.

(2) 팔굽관절(Elbow Joint)
팔꿈치관절은 2개의 관절을 갖고 있는 복잡한 구조를 하고 있다. 즉 상완골의 도르래(Ttrochlea)와 척골의 도르래패임(Notch) 사이에 있는 경첩관절과 상완골작은머리(Capitulum)와 요골의 머리부에 있는 편협한 오목(Fovea) 사이의 활주관절이 그것이다.

이런 구조들은 완전히 감싸져 있고 관절낭에 의해 모두 유지돼 있는데, 한쪽은 척골과 요골곁인대에 의해 두툼하게 형성돼 있고, 앞쪽 표면부위는 상완에 있는 근육(상완근)으로부터 나온 섬유에 의해 강화돼 있다.

척골쪽곁인대(Ulnar Collateralligament)는 섬유성결합조직의 두툼한 띠로 구성돼 있는데, 관절낭의 중심벽쪽에 위치해 있다. 이 인대의 앞부분은 상완골의 내측위관절융기(Epicondyle)를 척골의 갈고리돌기(Coronoid process)의 안쪽 가장자리에 연결시켜 준다.

뒤쪽 부분은 상완골의 내측위관절융기와 척골의 팔꿈치머리돌기(Olecranon process)에 부착돼 있다. 요골쪽곁인대(Radial Collateral Ligament)는 관절낭의 외측벽을 보강하는데, 상완골의 외측위관절융기와 요골의 머리띠인대(Annular Ligament) 사이에 있는 섬유띠들로 구성돼 있다. 계속해서 머리띠인대는 척골의 도르래패임의 가장자리에 부착돼 있으며, 요골의 머리부를 감싸고 있고 또 척골의 요골쪽패임과 접촉하는 머리부를 유지시켜 주는 기능을 한다. 결과적으로 생긴 요골척골관절은 팔굽관절낭에 의해 감싸지며, 팔꿈치와 밀접하게 연관시켜 준다.

(3) 대퇴관절(Hip Joint)
대퇴관절은 절구(공이)관절로서 대퇴골머리와 관골의 컵 모양의 관골절구(Acetabulum)로 구성돼 있다. 하나의 인대(대퇴골머리인대 : Ligamentum Capitis)는 대퇴골머리오목(대퇴골머리와) 및 관골절구 안의 결합조직에 부착돼 있다. 그러한 부착은 관절성 뼈들을 함께 묶어주는데 그리 중요한 것같지는 않다.

대신에 그것은 대퇴골의 머리 부분까지 혈관을 보낸다. 관골절구 가장자리에 있는 섬유성 연골의 말발굽 모양의 고리(절구테두리 : Acetabular Labrum)는 관골절구의 강을 더 깊게 해준다. 그것은 대퇴골머리를 둘러싸고 있으며, 대퇴골을 그 안에서 안전하게 유지시켜 주는 데 도움을 준다.

이와 아울러 다른 인대들과 함께 강화된 원통형의 큰 관절낭은 관절성 구조를 에워싸고 있으며, 대퇴골의 목부분을 관골절구 가장자리에 연결시켜 준다.

(4) 무릎관절(Knee Joint)
무릎관절은 가장 크고 복잡한 윤활관절이다. 무릎관절은 대퇴골의 원위 끝에 있는 내측관절융기와 외측관절융기(Condyle), 그리고 경골의 근위 끝 쪽에 있는 내측관절융기와 외측관절융기로 구성돼 있다.

뿐만 아니라 대퇴골은 무릎뼈와 함께 앞 부위에서 관절을 이룬다. 무릎이 경첩관절의 변형된 형태라고 생각된다. 대퇴골과 경골 사이의 관절은 타원관절이며 대퇴골과 무릎뼈 사이의 관절은 활주관절이다.

무릎의 관절낭은 비교적 얇지만, 여러 근육과 인대 및 힘줄에 의해 크게 보강돼 있다. 이런 힘줄의 섬유들은 무릎뼈까지 하행하고 있으며, 일부분은 무릎뼈를 덮고 있고 또 경골까지 연장해 있다. 관절낭은 대퇴골관절융기 및 경골관절융기 사이뿐만 아니라 가장자리까지 부착돼 있다.