보행주기의 체간근육 상지근육 하지근육 활동

보행주기에서 체간, 상지,하지 근육의 활동을 알아본다. 근육이 하나의 유기체로서 신경지배를 받아 굴곡, 신전을 중심으로 기능한다. 

체간근육 활동

보행주기에서 체간근육인 횡극근, 척주기립근, 요방형근은 근육 활동을 나타낸다. 대부분의 연구자들은 동측과 반대측 뒤꿈치 닿기에서 근육활동을 관찰하였다. 이 근육은 뒤꿈치 닿기에서 체간의 감속작용이 일어날 때 굴곡토크에 저항한다. 보행에서 복직근(rectus abdominis) 및 내·외복사근(internal and external oblique)의 근전도 활동에 관한 기록은 다양하다.천천히 보행하는 동안 이들 근육은 미세전극을 이용한 검사에서 비활동적임을 입증하였다. 자연스런 보행속도에서 복직근은 측정 대상자의 50%에서 비활동적이고, 나머지에서는 뒤꿈치 닿기 전에 근육 활동을 보였다. 빠른 속도의 보행에서는 대상자 모두에서 근육의 활동을 볼 수 있었다. 자연스런 속도와 빠른 속도의 보행에서 내·외복사근이 뒤꿈치 닿기 전에 지속적인 근활동이 있음이 관찰된다. 자연스런 속도의 보행에서 관찰되는 변화량은 근수축이 최대 수의적수축의 5~10%로 낮은 강도이고, 또한 체간을 약간 전방으로 구부리는 것이 복부근육의 활동을 변화시킨다. 보행시 체간근육의 기능 중 하나는 머리와 눈의 진동을 최소화하는 것이다. 머리 움직임의 최소화는 눈의 움직임을 안정시켜 충분한 시야를 확보한다. 이것은 골반이 전방으로 이동할 때 골반의 상하 움직임, 측면으로 이동, 전후방경사, 양쪽으로의 회전에 의해 정상적으로 완성된다. 골반의 복잡하고 지속적인 움직임과 머리-상지-체간(HAT)의 무게가 체중의 60%를 차지하더라도 시상면에서 평균 체간의 변화는 2~5 도 정도에 지나지 않는다. 머리의 수직진동은 같은 방향에서 충격흡수가 이루어지지 않는다. 그러나 골반이 머리의 내·외측 및 수평방향의 가속을 현저히 감소하게 만든다. 보행에서 체간근육의 기능은 머리의 수평방향 가속을 최소화 하고 눈을 위한 안전한 기반을 제공한다고 본다.

상지근육 (Arm Muscles)

보행시 팔의 상호동작은 하지와 체간동작에 의해 발생되는 수동적인 종속운동으로 생각해왔다. 그러나 각운동에 대한 모멘트, 토크, 힘에 관한 역학적 연구 뿐만 아니라 팔의 근육이 마비된 사람이 보행시 상지의 동작은 근육의 통제하에 있다는 것을 입증하였다.팔 흔들기의 주요기능은 체간에서 일어나는 회전력에 대해 균형을 잡아주는 것이다. 팔 운동의 제한은 보행의 에너지 소비에 있어 뚜렷한 영향을 미치지 않아 보인다. 일반적으로 주관절은 뒤꿈치가 닿을때 거의 20도 굴곡되어 있다. 보행주기의 첫 50%동안 견관절이 굴곡 쪽으로 움직이면서 주관절은 거의 45도 까지 굴곡한다. 보행주기 중반 이후에는 견관절이 신전됨에 따라 주관절은 20도의 굴곡으로 되돌아 오기 위해 같이 신전한다. 근전도를 이용하여 정상적인 사람의 팔에 관한 연구에서, 팔을 뒤로 흔들기 시작하기 바로 전부터 뒤로 흔드는 동안 계속해서 삼각근의 중간 및 후부섬유에 중등도의 활동이 나타났고, 견관절 및 주관절이 굴곡될 때 견관절 굴곡근의 활동은 발생되지 않았다. 견관절 신전에서 활동이 나타나는 다른 근육은 광배근과 대원근이다. 느린 보행에서 앞으로 팔을 흔드는 힘은 견관절 신전시 수동적 관절구조와 중력에 의해 발생된다. 보행속도를 증가할 때 상완삼두근에서 중정도의 활동이 나타났다. 후부 근육들은 팔을 뒤로 흔드는 운동을 가속시키고 앞으로 흔들 때는 감속시킨다.

하지 근육 (Leg Muscles)

대퇴사두근(Quadriceps)은 보행주기에서 이상성 활동을 나타낸다. 그러나 미세전극을 통한 내·외측 및 중간광근(vastus medialis, lateralis, intermedius)의 활동은 뒤꿈치 닿기 직전에 시작하여 입각기 초기 15%에서 관찰된다. 대퇴직근(rectus femoris)의 활동은 발가락 떼기에 시작하고 고관절 및 무릎관절에 걸쳐있고 고관절의 굴곡과 무릎관절의 신전작용을 만든다. 광근은 무릎관절을 신전하기 위해 뒤꿈치 닿기 직전에 구심성 수축이 시작된다. 뒤꿈치 닿기에서 이 근육은 원심성 수축으로 무릎관절 굴곡을 조절하며 15도 에서 정지시킨다. 이것은 무릎관절이 굴곡되는 것을 방지하고 충격을 흡수한다. 그 다음 무릎관절은 다시 신전되고 광근들은 중간입각기와 유각기를 통해서 근활동이 크지않다.슬건근(Hamstrings)에 반건양근(semitendinosus), 반막양근(semimembranosus), 대퇴이두근 장두 (long head of the biceps femoris)는 고관절 및 무릎관절에서 활동하고, 이들 근육의 어떤 활동은 두 관절에 영향을 미친다. 근육군으로서 활동은 유각기 후기에 시작되고 대퇴사두근 이전에 뒤꿈치 닿기에서 최대에 이른다. 이것은 개방성사슬운동에서 원심성 수축이고, 같은 시기에 고관절이 30도 굴곡될 때 무릎관절은 70도 신전된다. 이 힘은 고관절 굴곡과 유각기 하지를 빠르게 감속시킨다. 뒤꿈치 닿기에서 동작은 폐쇄성 사슬운동이 되고, 근수축은 거의 등척성이며 발바닥 닿기에서 멈춘다. 이 시점에 과신전으로부터 무릎관절을 안정시키고 보호하는 것이 주된 기능이다. 또한 폐쇄성 사슬운동에서 슬건근의 활동은 뒤꿈치 닿기 후 고관절 신전을 유지하는 대둔근을 돕기도 한다. 유각기 초기에 무릎관절 굴곡에 기여하는 근육은 대퇴이두근 단두, 박근, 봉공근이다. 이 근육들은 중간 유각기 동안 이완된다. 유각기 동안 무릎관절과 고관절의 굴곡은 발가락이 지면에서 떨어지도록 발을 들어올리는데 필수적인 동작이다.