발의 구조와 기능

현대인들은 하루중 대부분의 시간을 바깥공간에서 활동하며 보내고 있다. 그러므로 인체의 가장 하부 구조인 발에 하루에 약 700여 톤(몸무게 70Kg, 10,000보 기준)의 부담을 주게 된다. 또한 연간 300만보 이상을 걸으며, 평생동안 지구 4 바퀴 반의 거리를 걷는다고 한다. 이러한 발은 우리 몸 전체의 1/4에 해당되는 52개의 뼈와 60개의 관절, 214개의 인대, 38개의 근육을 비롯하여 수많은 혈관으로 구성되어 있다.   발등부분의 골격(중족골 : Metatarsal Bone)은 서로 견고하게 연결되어져 체중을 골고루 받쳐주며 걸을 때의 충격을 흡수해 주는 역할을 한다. 엄지발가락은 체중을 한쪽 발에서 다른 쪽 발로 옮겨주는 지렛대의 역할을 하며, 각 발가락들은 지면을 움켜쥐어 앞으로 전진하는 동작을 도와주게 된다.   또한, 발의 뒤축은 최소의 에너지 소모로 신체를 균형 있게 지탱해주는 역할을 하여 우리가 자연상태에서 맨발로 지면을밟고 걷는다는 것은 매우 복합적인 운동이라 할 수 있다. 자연상태의 지면은 보행시 발이 받게되는 충격의 대부분을 흡수해 주게 된다. 그러나 불행히도 우리 현대인들은 교통수단의 발달로 운동량이 줄어들었고, 모든 도로가 포장이 되어 땅이 우리에게 줄 수 있는 쿠션(Cushion)역할을 받지 못하고 오히려 이로 인한 충격이 발 질환의 한 원인이 되었다. 게다가 신발에 대한 일반인들의 인식 부족으로 대부분의 기존 신발들이 겉모양에 치중하여 발의 모양이나 보행을 고려하지 않은 부적절한 설계로 인하여 우리의 발과 인체에 큰 부담을 주어 왔었다.     가. 족근골(tarsal bone)   족근골(tarsal bone)은 발꿈치와 발목으로 이루어져 있다. 족근골(tarsal bone)은 발목에 있는 7개의 짧은뼈들이다. 이 뼈들은 정강뼈로부터 내려오는 체중을 발꿈치와 발의 체중지지구에 전달해 주는 역할을 한다. 하나의 원 주위에 C자 형태를 따라가면서 고리처럼 배열되어 있는 족근골을 순서대로 기억하면 좋을 것이다. 3개의 설상골(cuneiform bone)들이 그 고리를 시작하고 있고, 입방골(cuboid)과 종골(calcaneus)이 발꿈치로 이어져  있다. 거골(talus)과 주상골(navicular)은 성상골(cuneiform bone) 뒤에서 그 원을 완성하고 있다. 성상골,거골,주상골,종골(calcaneus)들은 내측종족궁(medial longitudinal metatarsal arch)의 중요한 요소인 반면, 종골과 입방골(cuboid)은 좀 더 낮은 외측족궁으로 체중을 분산시킨다. 거골은 정강뼈와 종아리뼈 아래의 안쪽과 가쪽복사들에 맞게 짜져 있다. 거골은 종아리로부터 체중을 받아서 주상골과 종골(calcaneus)에 전달시킨다. 거골(talus)의 하면에 두드러진 패임인 족근동(tarsal sinus)은 아래에 있는 종골(calcaneus)과 뼈 사이 인대를 공유하고 있다.     나. 중족골(metatarsal bone)     중족골(metatarsal bone)은 발의 체중지지구 쪽으로 앞을 향해 활을 이루고 있다.   5개의 중족골(metatarsal)은 발목뼈와 발가락뼈사이에서 족궁 즉 ARCH들을 연결하고 있다.   각각의 중족골은 작은 긴뼈로서 이 뼈들의 몸통은 발목뼈쪽에 있는 근위부 뼈바닥으로부터 앞쪽을   향해있고 원위부 골두는 발가락의 기   저부에 이어져 있다.   강인한 섬유성 발바닥널힘줄(족저근 Plantarris)은 종골의 바닥면에서부터 방사상으로  퍼져 이 다  섯째 중족골 결절과 중족골들의 원위부 골두까지 이르고 있다.      다. 족지골(phalanges)     족지골(phalanges)은 발가락을 지지하고 있다.     14개의 발가락뼈(족지골, phalanges)가 발가락을 형성하고 있다. 엄지발가락에는 2개의 발가락뼈가 있고 나머지 발가락들에는 3개의 발가락뼈들이 있다. 각 발가락뼈의 근위단 기저부는 오목하여 중족골 뼈의 원위단인 볼록한 골두와 관절을 이루고 있거나 다른 발가락 뼈의 원위단 골두와 관절을 이루고 있다.      발가락뼈들은 손가락의 손가락뼈들보다 훨씬 짧다. 그러나 발가락은 땅을 움켜쥐고 한 걸음의 끝 시기에 땅을 밀어 찬다.      라.족궁(Arch) 족근골(tarsal bone)과 중족골(metatarsal bone)은 탄력성 있는 내측종족궁(medial longitudinal metatarsal arch)을 이루고 있는데 이는 보행과 구보에 필수적이다. 내측종족궁은 발의 안쪽면을 들어올리고 있지만 발의 가쪽 가장자리는 편평하게 되어있고 외측종족궁(lateral longitudinal metatarsal arch)을 통해 지면과 완전히 닿고 있다. 그러나 3번째 족궁인 횡족궁(transverse metartarsal arch)은 양쪽에서 다른 뼈들 위로 가운데 족근골(tarsal bone)들을 들어올리고 있다.        그러나 이 횡족궁은 보행시에는 종족궁에 배해 중요도 떨어진다.      족적을 찍어보면 이들 3개의 족궁의 나열을 확연히 알 수 있다. 다리의 근육들은 힘줄들을 이용하여 발을 들어올리거나 내리며, 이 힘줄들은 발목을 통과하여 발가락뼈나 발바닥뼈의 상면과 하면에 정지하고 있다.     arch의 형성 발달여부가 운동능력에 크게 영향을 미친다. arch는 보행이나 running 시 착지시점에 있어서 발바닥이 지면에 닿을 때 오는 충격을 완화시켜 주는 것은 물론, 보행이나 running의 추진을 원활하게 해주는 생체방어기구로써 중요한 역할을 한다. 족근골과 중족골이 근막인대근육에 의하여 고정되어 발의 체중이 가해졌을 때, arch의 형태가 변하지 않고 원형을 유지하면, 비로소 완전히 형성된 arch를 보유했다고 말할 수 있다. arch의 형성이 미숙한 사람은 보행이나 running시 추진력이 미흡할 뿐만 아니라, 발에 피로가 빨리 오게되어 운동능률이 저하된다. 신체의 균형과 평형감각이 둔하고 손과 발 동작에 있어서도 중요한 협웅성이 결여된다.         반면 arch가 잘 발달된 사람은 다음과 같은 특징을 지니고 있다.            1.발 전체의 골격이 튼튼하다.            2.발목이 가늘다.            3.발의 폭이 좁고 발 arch에 지방이 적다.            4.제 3족지를 중심으로 발등이 발달된다.            5.발가락 전체와 발뒤꿈치로 직립하고 있다.            6.보행과 running 자세가 바르다.            7.발에 오는 부담이 적다.            8.발에 곡선미가 유지되어 아름답다.            9.뇌의 활성화           10.보행 추진력 강화     마.종골(calcaneus)    종골(calcaneus)은 발목뼈중 가장 큰 뒤꿈치 뼈이다.    이 장방형 뼈의 거친 뒤끝부분은 한 걸음의 마지막 단계에서 발꿈치를 드는 역할을 하는 종골건(calcaneal tend(calcaneus) 안쪽면에 있는 큰 패임이 엄지발가락 굽힘근의 힘줄을 엄지발가락쪽으로 앞을 향하도록 하고 있다.     인간의 진화는 두 다리로 일어섰을 때부터 시작되었다. 그러나, 동시에 혈액의 흐름은 심장의 위치가 높아진 만큼 순환이 어렵게 되었으며 그것을 보충해야 할 발바닥은 제 2의 심장으로서의 역할을 갖게 되었다. 이로써 발은 우리의 건강과 크게 관련되게 되었다.   인간은 탈것 - 도구의 사용 - 에 앞서서 먼저 발로 이동을 시작했었다. 인간의 활동생활에서 발은 손과 마찬가지로 매우 중요한 신체 기관 중의 하나이다.   또한, 발은 인체의 모든 중량을 받쳐주는 곳이다. 특히, 자연상태의 발은 웬만한 충격은 흡수하여 분산시켜주는 완충기능을 가지고 있다. 인간은 원래 맨발로 흙이나 돌을 밟고 다님으로써 자연스럽게 발바닥이 자극을 받아 건강을 유지할 수가 있었으나. 문명이 발달함에 따라 교통수단이 개선되고 신발도 항상 신고다니게 되면서 외적 자극이 부족하여 혈액순환이 원활하지 않으므로 인한 각종 질병에 시달리게 되었다.   생각해보면 우리의 건강은 신체에 신선한 산소를 불어 넣어주는 규칙적인 호흡과 심장으로부터 혈액을 모든 기관에 흘려 보내줌으로써 얻을 수 있는 것이다.   이른바 '병'이라고 하는 것은 신선한 산소를 각 기관에 골고루 보내 주지 못했을 때에 일어나는 상태라고 할 수 있는 것이다. 좀 더 상세하게 말하자면, 우리들의 혈액은 심장으로부터 혈관을 통해 내보내짐으로써 온 몸의 모든 기관, 세포군에 산소와 영양소, 호르몬 등을 옮겨주는 역할을 하고 있다. 동시에 그것들을 모두 옮겨주고 나면 혈액은 체내에 침전되어 있는 노폐물을 옮겨주는 역할을 한다. 그리고 돌아오는 길에 필요한 것이 제 2의 심장이라고 불리는 발바닥의 펌프 작용인 것이다. 잠시 여기에서 주목해야 할 점은 심장의 펌프 작용은 우리가 이 세상에 태어난 때부터 움직여 주지만 발바닥의 펌프 작용은 타력으로 움직인다고 하는 것이다.   심장은 우리들이 게으름을 피우고 있던지, 샐쭉해 있든지 간에, 부지런히 신선한 혈액을 내보내주고 있으나 발바닥은 게으름을 피우거나, 샐쭉해 있으면 그 기능을상실하여 병의 근원이 되는 독소와 침전물을 체내에 쌓게 된다. 이른바, 발바닥의 펌프를 저하시키는 것과 같은 생활을 하고 있으면, 체내에 병을 낳게 되는 요인이 되게 된다. 건강체를 유지한다고 하는 것은 얼마나 골고루 신체 전체에 혈액을 순환시키며 병의 근원을 내보내는가 하는 것이다. 그러기 위해서는 발바닥의 펌프 작용을 완전 회전시킬 필요가 있다. 그 발바닥 펌프를 움직이는 것은 본인의 의지와 신발의 기능을 들 수가 있다.   걷는다는 운동은 동물의 가장 기초적인 행동이므로 인간이 세상에 태어날 때 주어진 직립자세는 배우지 아니하여도 취할 수 있다. 이와 관련된 해석에 대한 관심은우리생체 전체가 하나의 감각수용기라 점에서 인간의 기본 자세인 직립자세를 보호 유지하는 운동생리학을 중심으로 한 연구가 예로부터 행해지고 있고, 현대에서는 진일보하여 생체 정지학 등도 보행과학을 뒷받침하여 주고 있다.   보행이란 신체 이동 운동은 쉽게 풀이해서 손을 흔들고 발을 운반하는 같은 동작의 반복이기 때문에 자동차의 바퀴 회전과 같은 무한쾌도의 기계 이동과는 전혀 다르다. 체지(體肢)를 다각적으로 사용하여 삼차원 공간 내에서 변수가 많은 동물 특유의 고차원운동이므로 그 메커니즘도 복잡하다. 3박자 보행                                                  Heel Strike     Foot Flat       Heel Off         Toe Off             Swing             Heel Strike          발바닥에 걸리는 족압을 균일하게 할수 있는 인간 보행공학 기존의 신발의 outsole 및 insole은 재질이 일률적으로 균일하게 설계되어 있다. => 인간의 80% 요통의 경험(40세를 고비로 그 증후가 나타남) 신발의 무게를 100g 줄일 경우 -> 신체에 걸리는 E cost가 1%절감  : 피로 줄고 요통 허리부위에 걸리는 힘이 경감된다. 족부에 걸리는 부담은 보행이나 운동할 때 심한 충격으로 인하여 발생되는 요통 내지는 뇌의 진통으로 뇌의 활성레벨을 저하시키는 요인이 되므로 충격흡수기능을 고려 신발이 작으면 발의 조임으로 인하여 발에 정맥의 유중이 발생되어 혈액순환을 악화시켜서 피로감이 증가된다. 우리 생체에 300만개 이상의 땀샘분포, 체온조졸의 중요기는 그중 1/3 이 손과 발에 있다.  발부위에서 나는 땀의 성분 아포그린성 땀 - 냄새동반체표 -> 아그린성 땀 발의 면적은 생체의 7% 발은 매 시간당 1cm에서 25mg의 땀 분비한다고 한다. 신발은 굴신이 잘되는 유연성이어야 한다 발 전체의 골격이 튼튼하다 발목이 가늘다 발의 폭이 좁고 발 Arch 에 지방이 적다 제 3족지를 중심으로 발등이 발달된다 발가락 전체와 발뒷꿈치로 直立하고 있다 보행과 Running 자세가 바르다 발에 오는 부담이 적다 발의 곡선미가 유지되어 아름답다 뇌의 활성화 보행 추진격 강화 출처 : 하나메디텍 Foot Center