어깨관절을 굽힘하면서 팔꿉관절을 굽힘하면 팔꿉관절 굽힘의 장력은 감소한다. 그 이유로 옳은 것은?

어깨관절을 굽힘하면서 팔꿉관절을 굽힘할 때 팔꿉관절 굽힘의 장력이 감소하는 이유는 위팔두갈래근의 능동불충분과 세갈래근의 수동불충분 때문이다.

위팔두갈래근(biceps brachii)은 어깨관절과 팔꿉관절을 동시에 가로지르는 두관절근육(two-joint muscle)이다. 이 근육은 팔꿉관절 굽힘과 아래팔 뒤침, 그리고 어깨관절 굽힘에 관여한다. 문제의 상황처럼 어깨관절을 굽힘한 상태에서 팔꿉관절을 굽힘하려 하면, 위팔두갈래근은 이미 어깨 굽힘에 의해 근육 길이가 짧아진 상태가 된다. 짧아진 근육은 더 이상 충분한 장력을 만들어내기 어렵기 때문에 팔꿉관절 굽힘에 쓰일 힘이 감소하는데, 이를 능동불충분(active insufficiency)이라고 한다.

어깨관절 굽힘과 팔꿉관절 굽힘을 동시에 수행할 때 위팔두갈래근이 짧아진 상태에서 수축해야 하므로 팔꿉관절 굽힘 장력이 떨어진다. 위팔두갈래근의 긴갈래(long head)는 어깨뼈의 오목위결절(supraglenoid tubercle)에서, 짧은갈래(short head)는 부리돌기(coracoid process)에서 일어나 노뼈거친면(radial tuberosity)에 닿는다. 어깨 굽힘 시 근육의 이는곳과 닿는곳 사이 거리가 줄어들고, 이 상태에서 팔꿉 굽힘 수축을 추가하면 근절(sarcomere)이 최적 길이보다 짧아져 액틴-마이오신 교차결합 형성이 비효율적으로 된다.

혼동 주의! 위팔세갈래근(triceps brachii)은 팔꿉관절 폄과 어깨관절 폄에 관여하는 두관절근육이다. 어깨 굽힘 + 팔꿉 굽힘 동작에서는 위팔세갈래근이 오히려 늘어나게 되므로, 팔꿉 굽힘을 제한하는 쪽은 위팔세갈래근의 수동불충분(passive insufficiency)이다. 즉, 이 동작에서 팔꿉 굽힘 장력 감소의 주된 원인은 위팔두갈래근의 능동불충분이고, 동시에 길항근인 위팔세갈래근의 수동적 저항도 작용한다.

근거 자료^[1]에서는 팔꿉관절을 완전히 굽힘한 상태가 어깨관절 굽힘의 끝지점(end-point)을 제한한다고 보고하였다. 이는 팔꿉 굽힘으로 인해 위팔두갈래근이 짧아지면서 어깨 굽힘에 대한 능동적 힘 생성이 제한되는 것과, 반대로 어깨 폄 시 팔꿉 폄이 위팔두갈래근을 늘려 수동불충분을 유발하는 기전을 시사한다. 근거 자료^[2]에서도 위팔두갈래근이 두관절근육으로서 어깨 위치에 따라 근육 길이가 크게 변하며, 어깨 폄 위치에서는 수동장력이 증가해 힘 생성이 저하될 수 있다고 설명하였다.

핵심! 두관절근육이 한 관절에서 이미 짧아진 상태로 다른 관절의 수축에 참여하면 능동불충분이, 반대로 한 관절에서 이미 늘어난 상태로 다른 관절의 가동범위를 제한하면 수동불충분이 발생한다. 위팔두갈래근은 어깨 굽힘 + 팔꿉 굽힘 조합에서 능동불충분을, 어깨 폄 + 팔꿉 폄 조합에서 수동불충분을 보이는 대표적인 근육이다. 보기의 가시위근, 어깨밑근, 작은원근은 모두 돌림근띠(rotator cuff)를 이루는 한관절근육으로 어깨관절에만 작용하므로 팔꿉관절 굽힘 장력 감소와는 직접적인 관련이 없다.