햄스트링은 왜 그렇게 자주 다칠까요 — 두 관절을 지나는 세 근육과 엉덩이 밑 힘줄

햄스트링은 어떤 근육들로 이루어져 있을까요

햄스트링은 반건양근·반막양근·대퇴이두근 장두 세 근육을 말하며, 셋 모두 엉덩이 밑 좌골결절에서 시작해 무릎 아래까지 내려가 두 관절을 함께 지납니다. 대퇴이두근에는 허벅지뼈에서 시작해 무릎만 지나는 단두가 하나 더 있습니다.

교과서 해부학으로 네 부분을 정리하면 다음과 같습니다.

• 반건양근(semitendinosus): 허벅지 뒤 안쪽 표면에 있습니다. 좌골결절에서 대퇴이두근 장두와 함께 시작하고, 아래쪽 절반은 가늘고 긴 힘줄이 되어 무릎 안쪽을 돌아 정강뼈 안쪽 위(거위발)에 붙습니다.
• 반막양근(semimembranosus): 반건양근 밑에 깔린 넓적한 근육입니다. 좌골결절에서 넓은 막 모양의 힘줄로 시작해 정강뼈 안쪽 뒤에 붙습니다.
• 대퇴이두근 장두(biceps femoris long head): 허벅지 뒤 바깥쪽에 있습니다. 좌골결절에서 시작해 종아리뼈 머리(비골두)로 내려갑니다.
• 대퇴이두근 단두(short head): 좌골결절이 아니라 허벅지뼈 뒤쪽 능선(조선)에서 시작해 장두와 합쳐진 뒤 종아리뼈 머리에 붙습니다.

세 근육은 좌골신경 가운데 경골신경 쪽 가지의 지배를 받고, 대퇴이두근 단두만 온종아리신경(총비골신경) 쪽 가지를 받습니다.

좌골결절(Tuber ischiad.)에서 시작한 햄스트링이 무릎 뒤에서 안쪽(Medial hamstring tendons)과 바깥쪽(Lateral hamstring tendon)으로 갈라지는 것을 보시면 됩니다. 무릎 위 바깥쪽의 Short head가 허벅지뼈에서 시작하는 대퇴이두근 단두입니다. 깊은 층을 보이려고 대둔근(Glutaeus maximus)을 잘라 젖혀 둔 그림이어서, 실제로는 엉덩이 부분을 대둔근이 덮고 있습니다. 출처: Henry Gray, Anatomy of the Human Body 20판(1918) 그림 434, 퍼블릭 도메인(Wikimedia Commons). 크기를 줄였습니다.

해부 연구는 이 네 부분이 교과서의 한 줄보다 복잡하다는 것을 보여 줍니다. Woodley와 Mercer는 방부 처리한 다리 6개를 해부해 각 근육의 섬유 배열과 신경 분포를 추적했습니다. 반건양근은 힘줄로 된 띠(건획)를 사이에 두고 위아래 두 구획으로 나뉘었고 구획마다 따로 신경 가지가 들어갔습니다. 반막양근은 섬유 배열로 보면 세 구역이었습니다. 대퇴이두근 단두는 네 부분 가운데 유일하게 한 관절만 지나는 근육이었고, 섬유 방향이 다른 두 구역에 신경이 각각 들어갔습니다 [1].

van der Made 연구팀이 사체 29구에서 햄스트링 56벌을 해부한 결과, 평균 근육 길이는 반건양근 44.3cm, 대퇴이두근 장두 42.0cm, 반막양근 38.7cm, 대퇴이두근 단두 29.8cm였습니다. 반건양근의 건획은 56개 가운데 54개(96%)에서 보였습니다 [2]. 사체의 나이 중앙값이 71.5세였다는 점은 연구팀도 한계로 적었습니다.

두 관절을 지난다는 것은 무슨 뜻일까요

햄스트링 세 근육은 엉덩관절과 무릎을 함께 지나므로, 엉덩관절을 펴는 일과 무릎을 굽히는 일을 동시에 하고 두 관절의 각도가 모두 근육의 길이를 정합니다.

햄스트링은 엉덩이 밑과 무릎 아래를 잇는 두 관절 근육이어서, 엉덩관절을 굽히고 무릎을 펼수록 양쪽 끝이 함께 멀어집니다. 왼쪽부터 엎드려 무릎을 굽힌 자세, 선 자세, 루마니안 데드리프트의 아래 자세이며 좌골결절과 무릎 바로 아래 뒤쪽을 잇는 선이 점점 길어집니다. 개념도입니다(AI로 제작).

좌골결절은 엉덩관절 뒤에, 정강뼈와 종아리뼈의 부착점은 무릎 뒤에 있습니다. 그래서 상체를 앞으로 숙여 엉덩관절을 굽히면 위쪽 끝이 멀어지고, 무릎을 펴면 아래쪽 끝이 멀어집니다. 무릎을 편 채 상체를 숙이는 루마니안 데드리프트는 두 끝을 모두 멀리 보내는 자세이고, 엎드려 무릎을 끝까지 굽히는 라잉 레그컬의 마지막 구간은 두 끝을 모두 가깝게 붙이는 자세입니다. 앉아서 하는 레그컬은 엉덩관절을 굽힌 채 무릎을 굽히므로 그 중간쯤입니다.

대퇴이두근 단두는 다릅니다. 허벅지뼈에서 시작하므로 엉덩관절 각도와 상관없이 무릎 각도로만 길이가 바뀝니다. 같은 이유로 허벅지 앞의 대퇴직근도 두 관절을 지나는데, 이 구조는 대퇴사두근 네 갈래 중 대퇴직근만 다른 점에서 다뤘습니다. 엉덩관절 각도에 따라 햄스트링 운동의 결과가 어떻게 달라졌는지는 레그컬은 앉아서 하는 것과 엎드려 하는 것이 다를까요와 루마니안 데드리프트는 햄스트링을 어떻게 자극할까요에 정리해 두었습니다.

두 관절 근육의 양쪽 끝이 한꺼번에 멀어지는 대표적인 순간은 달리기에서 나옵니다. 다리를 앞으로 뻗는 스윙 후반에는 엉덩관절이 굽어 있는 채로 무릎이 빠르게 펴집니다. 이때 햄스트링은 앞으로 나가는 정강이를 붙잡아 감속시키는 일을 한다고 알려져 있습니다.

Thelen 연구팀은 운동선수 14명이 최고 속도의 80~100%로 트레드밀을 달리는 동작을 3차원으로 촬영하고, 근골격 모델로 햄스트링 근육·힘줄 단위의 길이를 계산했습니다. 세 근육 모두 스윙 후반에 가장 길어졌고, 똑바로 선 자세보다 반막양근은 평균 7.4%, 반건양근은 8.1%, 대퇴이두근 장두는 9.5% 더 길었습니다. 대퇴이두근의 최대 길이는 다른 두 근육보다 유의하게 컸고, 달리는 속도를 올려도 최대 길이 자체는 유의하게 늘지 않았습니다 [3].

연구팀은 세 근육이 엉덩관절과 무릎에서 갖는 지렛대 길이(모멘트 팔)의 차이 때문에 대퇴이두근 장두가 더 많이 늘어나며, 이것이 햄스트링 손상이 대퇴이두근에 많은 이유 가운데 하나일 수 있다고 보았습니다 [3]. 근육 길이를 직접 잰 것이 아니라 모델로 계산한 값이고, 이 차이가 손상을 일으킨다는 것까지 보여 준 연구는 아닙니다. 공개된 초록 기준으로 옮겼습니다.

햄스트링은 어떤 동작에서, 어디를 다칠까요

전력 질주에서 다친 선수들은 대퇴이두근 장두를, 천천히 깊게 늘리다 다친 무용수들은 좌골결절 가까운 반막양근 힘줄을 주로 다쳤고, 뒤쪽이 회복에 훨씬 오래 걸렸습니다.

스웨덴의 Askling 연구팀은 햄스트링을 처음 다친 사람들을 두 무리로 나눠 같은 방법으로 추적했습니다. 다친 뒤 2~4일, 10일, 21일, 42일에 진찰과 MRI를 하고 2년 동안 경과를 봤습니다.

첫 번째 무리는 경기 중 전력 질주를 하다 다친 엘리트 스프린터 18명이었습니다. 주된 손상은 모두 대퇴이두근 장두에 있었습니다. 이전 기량으로 돌아가기까지 중앙값 16주(6~50주)가 걸렸고, MRI에서 손상 범위가 넓을수록 오래 걸렸습니다. 근위 쪽 힘줄이 손상에 포함되거나 다친 자리가 좌골결절에 가까울수록 복귀가 늦었습니다 [4].

두 번째 무리는 전문 무용수 15명이었습니다. 모두 무릎을 편 채 엉덩관절을 천천히 굽히는 동작에서 다쳤고, 처음 증상은 비교적 가벼웠습니다. 손상은 모두 허벅지 뒤 위쪽, 좌골결절 가까이에 있었습니다. 반막양근이 87%, 엉덩이 깊은 곳의 대퇴방형근이 87%, 대내전근이 33%에서 손상에 포함됐고, 반막양근 손상은 모두 근위 쪽 자유 힘줄(근육 섬유가 붙기 전의 힘줄 부분)을 포함했습니다. 이전 수준으로 돌아가기까지 중앙값 50주(30~76주)가 걸렸습니다 [5].

같은 햄스트링 손상이라도 다친 동작에 따라 다친 자리와 회복 기간이 달랐습니다. Askling 등(2007)이 같은 방법으로 따로 추적한 두 사례 연구(스프린터 18명, 무용수 15명)의 공개된 초록 수치로 만든 그림입니다(AI로 제작, 수치는 직접 대조). 두 무리를 한 연구 안에서 직접 비교한 것은 아닙니다.

연구팀은 늘리는 동작으로 생기는 손상이 별개의 유형이며, 반막양근 자유 힘줄이 다친 것이 회복이 긴 이유 가운데 하나일 수 있다고 보았습니다 [5]. 두 연구 모두 참가자가 15~18명인 사례 연구이고, 초록 기준으로 옮겼습니다. 두 무리를 한 연구 안에서 직접 비교한 것이 아니라, 같은 연구팀이 같은 방법으로 따로 추적한 결과를 나란히 놓은 것입니다.

헬스장 운동과 이어지는 부분은 두 번째 유형입니다. 무릎을 거의 편 채 상체를 깊이 숙이는 스티프레그 데드리프트나 루마니안 데드리프트, 반동을 주는 깊은 스트레칭이 무용수들이 다친 자세와 방향이 같습니다. 다만 이 연구는 근력운동을 한 사람을 대상으로 하지 않았습니다. 저는 이 결과를 그 운동을 피하라는 뜻보다, 가장 늘어난 구간에서 갑자기 무게나 반동을 늘리지 말라는 뜻으로 읽습니다. 이 부분은 연구 결과가 아니라 제 판단입니다.

엉덩이 밑 근위 힘줄은 어떻게 생겼을까요

좌골결절에서 반건양근과 대퇴이두근 장두는 한 힘줄로 함께 시작하고, 반막양근은 그 앞쪽에서 따로 시작해 비틀리며 내려갑니다. 대퇴이두근 장두와 반막양근은 위아래 힘줄이 근육 속으로 길게 파고들어 서로 겹칩니다.

좌골결절(Tuberosity of Ischium)에서 반막양근(Semimembranosus)과 반건양근·대퇴이두근(Semitendinosus and Biceps)이 서로 다른 칸에서 시작하는 것을 보시면 됩니다. 바로 옆 칸이 대퇴방형근(Quadratus femoris)과 대내전근(Adductor magnus)의 부착 자리입니다. 출처: Henry Gray, Anatomy of the Human Body 20판(1918) 그림 235, 퍼블릭 도메인(Wikimedia Commons). 도판의 아랫부분만 잘라 확대했습니다.

van der Made 연구팀의 해부에서 반건양근과 대퇴이두근 장두의 공통 기시부는 좌골결절 뒤 안쪽에 있었고, 크기는 안팎 평균 2.6cm, 앞뒤 1.8cm였습니다. 이 공통 힘줄(합동건)은 좌골결절에서 평균 9.1cm 내려간 곳에서 두 힘줄로 갈라졌습니다. 반막양근은 공통 기시부의 앞쪽에서 시작했고, 힘줄 맨 윗부분은 공통 힘줄과 붙어 있다가 평균 2.7cm 지점에서 떨어졌습니다. 반막양근 힘줄은 내려가면서 비틀려 넓은 막으로 끝난 뒤 근육으로 이어졌습니다 [2].

힘줄의 길이도 근육마다 달랐습니다. 근육 섬유가 붙기 시작하기 전까지의 근위 자유 힘줄은 반막양근이 평균 9.4cm, 대퇴이두근 장두가 5.0cm였고, 반건양근은 0.2cm로 거의 없었습니다. 힘줄이 근육 속으로 파고든 부분까지 합친 근위 힘줄 전체 길이는 반막양근이 근육 길이의 63%, 대퇴이두근 장두가 47%, 반건양근이 28%였습니다. 대퇴이두근 장두와 반막양근에서는 위에서 내려온 힘줄과 아래에서 올라온 힘줄이 근육 가운데에서 겹쳤고, 반건양근에서는 겹치지 않았습니다 [2]. Woodley와 Mercer도 햄스트링의 위아래 힘줄이 근육 속으로 길게 뻗어 근육과 힘줄이 만나는 이음부가 길게 늘어져 있다고 기술했습니다 [1].

van der Made 연구팀은 위아래 힘줄이 겹치는 구조와 반막양근 힘줄의 비틀림이 힘의 방향을 힘줄과 어긋나게 만들어 손상에 취약하게 할 수 있고, 반건양근의 건획은 오히려 큰 손상을 막는 역할을 할 수 있다고 추정했습니다 [2]. 연구팀 스스로 근육 길이나 힘줄 길이만으로는 손상 양상을 설명할 뚜렷한 가설을 세울 수 없었다고 밝혔고, 이 추정은 앞으로 검증할 가설로 제시했습니다. 앞에서 본 두 유형의 손상, 곧 질주 중 대퇴이두근 장두와 스트레칭 중 반막양근 자유 힘줄이 모두 이 겹치는 힘줄 구조를 가진 근육이라는 점은 눈여겨볼 만합니다.

오래 앉아 있을 때 엉덩이 밑이 아픈 증상은 이 근위 힘줄 자리의 건병증에서 흔히 나타납니다. 증상과 관리는 앉을 때 엉덩이 밑이 아프다면에 정리해 두었습니다. 힘줄이 부하에 적응하는 속도가 근육과 어떻게 다른지는 따로 다룰 주제입니다.

늘어나며 버티는 힘이 약하면 더 잘 다칠까요

엘리트 축구 선수를 추적한 연구에서는 늘어나며 버티는 무릎 굽힘 근력(신장성 근력)이 약하거나 대퇴이두근 장두의 근섬유 다발이 짧은 선수가 햄스트링을 더 많이 다쳤습니다.

근육이 힘을 내면서 길이가 늘어나는 수축을 신장성 수축이라고 합니다. 루마니안 데드리프트에서 바를 내리는 구간, 레그컬에서 무게를 천천히 내려놓는 구간, 그리고 달리기 스윙 후반에 정강이를 붙잡는 순간이 모두 햄스트링의 신장성 수축입니다.

Timmins 연구팀은 8개 팀의 엘리트 축구 선수 152명을 프리시즌에 측정한 뒤 시즌 동안 새로 생긴 햄스트링 손상을 기록했습니다. 신장성 근력은 무릎을 꿇고 앉아 상체를 앞으로 천천히 넘어뜨리며 버티는 노르딕 햄스트링 운동 중에 쟀고, 대퇴이두근 장두의 근섬유 다발 길이도 함께 쟀습니다. 새 손상은 27건이었습니다. 신장성 근력이 337N보다 낮은 선수는 손상 상대위험이 4.4배(95% 신뢰구간 1.1~17.5), 근섬유 다발이 10.56cm보다 짧은 선수는 4.1배(95% 신뢰구간 1.9~8.7)였습니다 [6].

나이가 많거나 햄스트링을 다친 적이 있는 선수는 원래 위험이 컸는데, 신장성 근력이 높고 근섬유 다발이 긴 경우에는 그 위험이 줄었습니다 [6]. 관찰 연구여서 근력을 키우면 손상이 준다는 것까지 보여 주지는 않습니다. 손상이 27건뿐이라 신뢰구간이 넓고, 대상도 엘리트 축구 선수입니다. 공개된 초록 기준으로 옮겼습니다.

신장성 운동을 하면 햄스트링 부상이 줄어들까요

운동선수를 대상으로 한 연구를 모은 메타분석에서 노르딕 햄스트링 운동을 넣은 예방 프로그램은 햄스트링 부상을 절반 가까이 줄였습니다. 다만 대부분 남자 축구 선수 연구였습니다.

van Dyk 연구팀은 노르딕 햄스트링 운동을 넣은 예방 프로그램과 넣지 않은 훈련을 비교한 연구 15편을 모았습니다. 무작위 대조시험 7편, 비무작위 대조시험 1편, 코호트 연구 7편이었고, 선수 8459명과 햄스트링 손상 525건이 포함됐습니다. 노르딕 운동을 넣은 쪽의 손상 위험비는 0.49(95% 신뢰구간 0.32~0.74)로, 부상이 51% 적었습니다 [7]. 노출 시간을 보고한 9편만 보면 1000시간당 손상이 노르딕 운동을 한 쪽 0.1건, 평소대로 훈련한 쪽 0.2건이었습니다 [7].

대조시험 8편(무작위 7편, 비무작위 1편)만 따로 묶어도 위험비는 0.52(95% 신뢰구간 0.32~0.85)였고, 치우침 위험이 큰 연구를 빼도 0.55(95% 신뢰구간 0.34~0.89)로 비슷했습니다 [7]. 한계도 분명합니다. 연구 사이의 차이를 나타내는 I²가 74%로 컸고, 15편 가운데 13편이 남자 선수, 대부분이 축구였습니다. 여성 선수를 본 두 연구와 호주식 풋볼 연구 하나에서는 유의한 감소가 없었습니다. 운동을 얼마나 지켰는지 보고하지 않은 연구가 5편, 지킨 비율이 50%에 못 미친 연구가 4편이었고, 운동의 양과 방식도 연구마다 달랐습니다 [7].

이 메타분석에는 헬스장에서 근력운동을 하는 일반인을 본 연구가 없습니다. 달리기와 방향 전환이 많은 종목에서 나온 결과여서, 달리지 않고 근력운동만 하는 분에게 같은 크기의 효과를 기대하기는 어렵습니다. 저는 풋살이나 달리기를 함께 하는 분이라면 햄스트링 운동에 신장성 구간을 챙기는 편이 합리적이라고 봅니다. 늘어난 길이에서의 훈련이 근육 크기에 어떤 영향을 주는지는 근육이 커지는 원리와 함께 따로 다룰 주제입니다.

통증이 생기면

운동 다음 날 허벅지 뒤가 양쪽 고르게 뻐근하다가 며칠 안에 풀리는 것은 대개 근육통입니다. 다음은 운동을 조절하기 전에 진료가 먼저인 경우입니다.

• 데드리프트나 달리기 도중 허벅지 뒤에서 갑자기 찌릿하거나 찢어지는 듯한 통증이 생겨 동작을 멈췄습니다
• 허벅지 뒤나 무릎 뒤로 멍이 퍼지거나, 엉덩이 밑을 누르면 움푹한 곳이나 덩어리가 만져집니다
• 걸을 때 다리를 앞으로 내딛기 어렵거나 무릎을 편 채 상체를 숙이지 못합니다
• 오래 앉아 있으면 엉덩이 밑 뼈 자리가 아프고, 운동량을 줄여도 2주 넘게 이어집니다
• 허벅지 뒤 통증이 종아리나 발까지 뻗치고 저리거나 감각이 둔합니다

갑자기 다쳤다면 운동 중 뚝 소리와 함께 아팠다면과 운동하다 다친 직후 이틀을, 앉을 때 엉덩이 밑이 아프다면 근위 햄스트링 건병증을 먼저 읽어 보시면 좋겠습니다. 허벅지 뒤가 저리고 다리로 뻗친다면 근육보다 허리나 신경 문제일 수 있으니 종각역 인근에서 허리와 다리 저림으로 진료받을 때를 참고해 주세요.

저희는 마취통증의학과(통증의학) 전문의가 광화문·종로에서 근골격계 통증을 비수술적으로 진료합니다. 좌골결절에서 힘줄이 떨어져 나간 것이 의심되는 경우처럼 수술 여부를 따져야 할 때는 수술하는 과로 안내해 드리고, 그렇지 않다면 어느 각도와 무게에서 다시 시작할지를 함께 정합니다.