말초신경과 관절연골의 구조 및 기능 이해

말초신경은 신경섬유와 지지 성분인 결합조직으로 구성된다. 신경섬유는 신경세포의 종말분지인 축삭으로 이루어져 있으며, 대부분의 축삭은 동심원 모양으로 말려 있는 슈반세포(Schwann cell)의 세포막으로 구성된 말이집(myelin sheath)에 싸여 있다. 각각의 말이집 축삭은 신경속막(endoneurium)에 의해 싸여 있고, 말이집 축삭이 모여서 형성된 신경다발(fascicle)은 신경다발막(perineurium)에 둘러싸여 있다. 신경다발막은 하나의 신경다발을 감싸고 보호한다. 이 막은 두 개의 층으로 이루어져 있는데, 바깥층은 콜라겐이 풍부한 결합조직 층이고, 안쪽은 연속된 세포로 이루어진 상피층이다. 신경다발막은 신경속막 내부의 삼투환경과 액체압을 유지하는 중요한 역할을 하며, 외부 화학물질과 세균 및 바이러스 침입에 대한 방어벽 역할을 한다. 신경바깥막(epineurium)에는 섬유모세포, I형 및 III형 콜라겐, 신경섬유 주위를 둘러싸고 쿠션 역할을 하는 다양한 양의 지방, 림프관, 혈관 및 자유신경종말 등이 존재한다. 신경을 둘러싸고 있는 결합조직은 신경의 전도기능을 유지하는 매우 중요한 기계적 보호기능을 담당한다. 움직이는 동안 신경은 잠재적인 신연력에 노출된다. 그러나 주변 조직과 관련해 이동하므로 이러한 신연력을 피할 수 있다. 정상적인 움직임 범위 내에서 축삭은 콜라겐 성분의 인장력(tensile force)에 의해 보호받는다. 신경섬유는 들신경섬유(afferent fiber)와 날신경섬유(efferent fiber)로 구분되며, 들신경섬유는 감각 수용기로부터 중추신경계 쪽으로 신호를 전달하고, 날신경섬유는 중추신경계로부터 먼 쪽으로 신호를 전달한다. 말초신경(몸 신경계 또는 자율신경계)에서 들신경섬유는 말초 또는 내부 장기로부터 중추로 감각 정보를 보내고, 날신경섬유를 통해서 근수축 명령이 전달된다. 또한 신경섬유는 축삭의 굵기에 비례하여 신경 전도속도가 다르며, 크게 세 가지 섬유-A,B,C형 섬유-로 구분된다. A와 B 섬유는 직경과 전도 속도가 다양한 말이집 축삭이고, C 섬유는 직경이 작고 전도 속도가 느린 민말이집 축삭이다. B 섬유는 교감신경절이전 날신경섬유(sympathetic preganglionic efferent fibers)이다. C 섬유는 신체의 모든 조직에 분포하고 대부분 민말이집 감각 신경섬유이며, 통증, 온도 그리고 압각을 전달하며, 일부는 교감신경절이후 섬유이다. 연골은 완충작용과 에너지를 흡수하는 기능을 가지고 있으며, 많은 구조에서 틀 역할을 하는 단단한 결합조직의 한 종류이다. 연골은 대개 세 가지 유형으로 구분된다. 관절(유리)연골(articular (hyaline) carti-lage), 섬유연골(fibrocartilage), 탄력연골(elastic cartilage). 연골은 주로 II형 콜라겐과 많은 양의 프로테오글리칸 집합체를 포함하고 있다. 관절연골은 대부분의 관절에서 뼈의 양쪽 끝을 비교적 얇게 덮고 있다. 뼈와 뼈 사이 관절면에서 부드럽고, 낮은 마찰력 표면을 제공한다. 이러한 연골성 표면은 일생 동안 사람의 체중을 부하하고 분산시킬 수 있다. 관절연골은 다른 결합조직처럼 세포와 다량의 세포바깥 바탕질로 이루어져 있다. 관절연골의 세포들은 연골세포(chondrocytes)와 연골모세포(chondroblasts)이다. 관절연골의 섬유요소는 II형(콜라겐의 90~95%)과 다른 유형의 콜라겐과 탄력소를 포함한다. 관절연골은 수분 함유량이 80%에 이르며, 바탕질에 존재하는 프로테오글리칸과 아교섬유의 특성에 의해 강도 저항성 및 탄력성 등이 결정된다. 관절연골은 신경지배가 거의 없고, 혈관공급은 전혀 없다. 영양분은 세 가지 공급원을 통해 제공된다. 윤활액, 윤활막의 혈관, 연골의 심층을 관통하는 골수공간에 존재하는 혈관이다. 이들 중 골수공간에 존재하는 혈관은 성장기에만 볼 수 있다. 성장이 완료된 후 연골 심층의 기질에는 혈관이나 림프관이 관통할 수 없는 석회화된 연골 구역을 구성하는 수산화인회석결정체(hydroxyapatite crystal)가 스며든다. 나이가 증가함에 따라 관절연골은 단단해지지만 얇고 부서지기 쉬우며, 세포의 수도 감소한다. 관절이 움직이거나 연골이 압박받을 때 연골의 액체 일부가 표재층에 있는 구멍을 통해 빠져나온다. 이 액체는 부하가 제거된 후 삼투압을 통해 연골로 되돌아간다. 이동하는 액체는 연골세포에 영양분을 운반한다. 액체 흐름의 속도는 적용된 힘의 크기와 기간에 의해 영향을 받는다. 성인의 경우 관절연골은 혈관과 신경이 없기 때문에 연골의 영양분은 액체의 이동으로 제공된다. 따라서 액체의 원활한 흐름은 관절연골의 건강을 위해 필수적이다. 관절면에 대한 압박과 활주(gliding)의 부재는 액체의 움직임을 감소시킨다. 또한 관절연골은 지속적인 부하(loading) 후에도 액체 흐름이 감소되어 연골의 영양공급이 방해받으며 퇴행성 변화가 일어날 수 있다. 연골 형성과 건강은 교대적인 주기의 적절한 압박력과 활주에 의한다. 관절연골의 주요 기능은 높은 스트레스로부터 뼈를 보호하는 것이다. 부하에 대해 접촉면적을 증가시켜 접촉스트레스를 감소시키고, 과도한 마모를 방지하며, 운동에 따른 충격을 흡수하는 역할을 한다.