무릎뼈(슬개골)는 무릎 앞에 위치한 작은 뼈이지만, 무릎 폄(신전)과 무릎 앞 안정성에 매우 중요한 역할을 한다.
1. 무릎뼈(슬개골)의 위치와 형태
- 무릎뼈는 넙다리뼈(대퇴골) 앞, 무릎 관절 바로 위·앞쪽에 위치한다.
- 넙다리네갈래근힘줄(대퇴사두근힘줄) 안에 박혀 있는 종자뼈(종자골) 중 하나이며, 인체에서 가장 큰 종자뼈이다.
- 위쪽은 넓은 바닥(기저부, base), 아래쪽은 뾰족한 끝(꼭지, apex) 모양으로 된 역삼각형 형태이다.
- 뒤쪽 면은 넙다리뼈와 맞닿는 관절면으로, 두껍고 매끄러운 관절연골로 덮여 있어 미끄럽게 움직이면서도 압박을 견딜 수 있는 구조를 가진다.
2. 무릎뼈 주변 구조와 연결
무릎뼈는 단독으로 떠 있는 뼈가 아니라, 위·아래 힘줄과 인대에 의해 넙다리뼈와 정강뼈에 연결된다.
- 위쪽 - 넙다리네갈래근힘줄(대퇴사두근힘줄)
넙다리 앞 근육(넙다리곧은근, 안쪽넓은근, 가쪽넓은근, 중간넓은근)의 힘이 모여 무릎뼈 위쪽에 닿는다.
- 아래쪽 - 무릎인대(슬개인대)
무릎뼈 아래쪽에서 정강뼈거친면(경골조면)으로 이어져, 무릎뼈를 거쳐 전달된 힘이 정강뼈로 전달되도록 한다.
이렇게 위·아래 구조가 연결되면서, 무릎뼈는 “넙다리네갈래근 → 무릎뼈 → 무릎인대 → 정강뼈”로 이어지는 힘 전달 경로의 중간 지렛대 역할을 한다.
3. 무릎뼈(슬개골)의 주요 기능
🔹 무릎 폄(신전)을 돕는 지렛대 역할
- 무릎뼈는 넙다리네갈래근이 정강뼈를 당길 때, 힘이 지나가는 경로를 앞쪽으로 띄워 주는 역할을 한다.
- 이로 인해 근육이 내는 힘에 비해 더 큰 회전력(모멘트)을 만들 수 있어, 같은 무게를 들거나 계단을 오를 때도 적은 힘으로 무릎을 펼 수 있게 도와준다.
🔹 무릎 앞 구조 보호
- 무릎뼈는 무릎 앞쪽을 덮고 있어, 넘어지거나 무릎을 어디에 부딪혔을 때 넙다리뼈 관절면이 직접 충격을 받지 않도록 보호하는 역할을 한다.
🔹 힘의 방향 정렬
- 넙다리네갈래근(대퇴사두근)에서 내려오는 힘은 위→아래로만 작용하지 않고, 근육의 힘 균형에 따라 무릎뼈를 가쪽 또는 안쪽으로 당기는 방향으로 작용한다.
- 무릎뼈는 이 힘을 무릎 앞 중앙 쪽으로 모아 주어, 넙다리뼈 앞 홈을 따라 위·아래로 움직이면서 힘의 방향을 보다 일정하게 유지하게 한다.
🔹 압력 분산과 관절연골 보호
- 무릎을 굽혔다 펼 때, 무릎뼈 뒤 관절면과 넙다리뼈 사이에는 큰 압박력이 걸린다.
- 무릎뼈는 뒤쪽 관절면 전체로 이 압박을 넓게 나누어 받아 단위 면적당 스트레스(압력)를 줄이고 관절연골 손상을 줄이는 역할을 한다.
4. 일상·운동 동작과의 연결
무릎뼈의 구조와 기능은 다음과 같은 동작에서 특히 중요하게 작동한다.
- 의자에서 일어날 때
넙다리네갈래근이 수축하면서 무릎뼈를 통해 정강뼈를 당겨, 무릎을 펴는 힘을 만든다.
- 계단 오르기·내리기
무릎을 굽혔다 펴는 과정에서 무릎뼈가 넙다리뼈 앞 홈을 따라 움직이며, 힘의 방향과 관절면 접촉을 조절한다.
- 스쿼트, 런지, 점프
굽힘 각도가 커질수록 무릎뼈 뒤 관절면에 걸리는 압력이 증가하지만, 동시에 넓은 관절면으로 압력을 분산시켜 관절을 보호한다.