운동기관은 뼈, 관절, 근육 등으로 이루어져 있다. 뼈는 내부가 비어 있는 총판 구조를 가진 딱딱한 조직이며, 몸의 기둥으로서 근육의 부착부위가 되어 체형을 만든다. 그리고 뇌나 심장, 폐를 보호할 뿐만 아니라, 칼습이나 인의 대부분을 저장하며 미네랄 대사에도 중요한 역할을 한다. 관절은 뼈와 배를 있는 경첩의 역할을 하고 있다. 그리고 근육은 신경에서 오는 자극을 받아 수축함으로써 운동이 일어난다.
[뼈. 연골 . 관절의 구조와 기능]
뼈(one)는 그 형태에 따라 장관골, 단골, 편평골로 나뉘어지고, 장관골은 다시 골단부, 골단선, 골간단부, 골간부로 구분된다(그림 18-1). 골피질은 두껍고 따딱한 층판골로 되어 있고, 골수에는 격자 모양의 골량이 존재하며(그림 18-2), 그 골량 사이에서 혈액이 만들어진다. 뼈는 골막성 골화(또는 섬유성 골화) 또는 연골성 골화에 의해 만들어진다. 전자는 바깥골막에 의해 뼈가 형성되는 것으로, 편평골이나 골간부에서 볼 수 있는데 이곳에서 뼈가 굽어진다. 후자는 먼저 연골에 의해 뼈의 원형이 생기고, 그것이 변성된 부분에서 뼈가 형성된다.
어릴 때에는 골단연골(골단선) 부분에서 연골성 골화가 이루어지고 뼈의 길이가 장하지만, 성인이 되면 그것이 소실되어 골조직으로 바뀐다. 골조직은 골세포와 교원 하이드록시아파타이트(hydroxyapatite)라고 불리는 복잡한 결정구조를 이루면서 침착한 섬유, 무코단백으로 이루어지는데 단백기질에 인산칼습이 단단한 조직으로 되어있다. 뼈는 골모세포(osteoblast)에 의해 형성되고, 흡수는 다핵의 파골세포(osteoclas)에 의해 이루어진다. 이 두 세포에 의한 홈수와 재건은 사람의 일생에 결쳐 계속된다. 이 과정은 부갑상선 호르몬, 칼시토닌, 여성호르몬 등의 영향을 받고, 체내로 섭취된 칼슘이나 비타민 D 등이 관여한다. 연골(cartilage)은 간질의 차이에 따라, 장편콜의 관실연골 등여서 봉 수 있는 유리인골과 추간판 등에서 볼 수 있는 섬유연골, 그리고 것바퀴 동에서 볼 수 있는 탄성연골로 나놀 수 있다. 연골기질은 콜라겐이나 프로테오글리칸 등으로 이루어져 있으며, 연골세포에 의해 생산된다. 성숙된 관절연골은 다른 조직과는 달리 휠액에서 영양을 공급받는 것이 아니라, 주로 관절액에서 영양을 공급받고 있다
[뼈와 연골질환]
▶ 대사장애
(1) 벼위축 (bone atrophy)
뼈의 형성을 초과하여 뼈 흡수가 일어나고 있는 상태를 말한다. 뼈는 트레이닝 등에 의해 자극을 받으면 뼈의 구축이 바뀌고 강화되지만, 운동마비나 우주비행 때의 무중력 상태 등에서와 같이 자극을 받지 않으면 위죽이 생긴다(폐용성 위축). 동맥류나 종양의 압박으로 인한 위축은 압박 위축이라고 한다. 또 단백이나 칼슘이 결핍될 때에도 뼈위축이 일어난다. 그리고 호르몬 과잉에 의해서 뼈위축이 일어날 수도 있다.
(2) 골다공증 (osteoporosis)
골단백이나 골염(인산칼슘)이 정상의 비율을 유지한 상태에서 뼈의 양이 감소하는 상태를 골다공증이라고 한다. 골다공중에 걸린 사람의 골량은 정상인에 비해 얇고, 성글다(그림 18-3). 대부분은 고령자, 특히 페경 후의 여성에서 볼 수 있는테 호르몬의 이상, 단백질이나 칼슘의 감소 등이 원인으로 생각된다. 글루코코르티코이드의 과잉(쿠싱<Cushing증후군)이나 부갑상선 기능항진증(부갑상선 호르몬 ; PTH의 과잉)일 때패에도 관찰된다. 뼈가 전체적으로 약하기 때문에 골절되기 쉽다.
척추도 압박을 받아 변형되어 등이나 허리가 굽는다. X-선상에서도 골농도가 져하되어 있고 골피질이 얇아져 있는 것이 관찰되며, 소변 중의 칼슘 배설량이 증가한다. 혈액 충의 칼슘, 인산염, 알칼리포스파타아제의 수치는 정상이다.
(3) 구릇병과 골연화증
① 구릇병 (rickets)
비타민 D 섭취 부족에 의한 결필, 또는 비타민 D의 활성화에 필요한 자외선 부족으로 인한 칼습의 흡수장애와 뼈에 대한 석회 침착이 장해를 받아 일어나는 질환이다. 골단연골은 연골기질과 유골(osteoid, 아직 골염이 침착되지 않는 상태의 뼈)만 지나치게 많아지기 때문에 커져서, 늑골에서 상하로 나란히 나타난 응기(구릇병성 염주)를 체표에서 만질 수 있다. 뼈가 연하기 때문에 변형되기 쉬워서 하지가 0형 다리, X형 다리가 되며, 척추는 구부러져 곱사(꼽추, 구릇병성 소인증<rachitic dwarfism> 상태)가 된다. x-선상에서는 골간단 가장자리가 술잔모양을 나타낸다. 혈중의 칼슘 수치는 저하되어 있다. 이 밖에, 신부전으로 인해 칼습과 인의 대사장애가 일어나 뼈의 성장장애를 일으키는 증례가 있다(신성 구릇병). 이 경우에는 일반적으로 비타민 D를 투여해도 골장애가 그다지 개선되지 않는다. 일본의 토야마현 진즈강(하류지역에서 많이 발생했던 이타이이타이병에서의 골연화증은 근위세뇨관의 장애로 인한 것이었다.
② 골연화증 (osteomalacia)
뼈의 석회화 장애 때문에 유골이 증가한 상태가 되고(그림 18-4), 그 결과로 뼈의 연화와 변형이 일어나는 빼의 계통적 질환이다. 위장장애(위나 장의 절제, 케양성 대장염)로 인한 비타민 D의 흡수장애나, 임신 중 태아에 대한 칼슘 공급, 수유로 인한 모태 내의 칼슘 부족 등이 원인이 된다. 뼈는 하중을 견디지 못하고 번형한다(척추 후만, 하트형 골반). 조직학적으로 대다수의 골량에서는 주변조직에서 칼슘습이 빠져나가, 유골조직으로 되어 있다.
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