1. 뼈(骨, bone)
뼈(骨, bone)는 대부분의 척추동물에서 뼈대(골격, skeleton)의 일부를 구성하는 인산칼슘, 콜라겐 등이 풍부한 단단한 기관으로, 신체의 다른 기관들을 보호하고, 적혈구와 백혈구를 생성하고, 미네랄을 저장하며, 신체를 위한 구조와 지지를 제공하며, 몸이 이동할 수 있게 돕는 기능을 한다. 이 뼈는 단순한 단단한 형태의 물질이 아니고, 골세포가 존재하는 살아있는 조직으로, 일정한 자체적 순환 과정도 가지고 있다! 그럼에도 단단하다는 특성 때문에 연골(軟骨, 물렁뼈, cartilage)과 비교할 땐 경골(硬骨, hard bone)이라고도 한다. 인간에는 206개의 뼈가 존재한다.
1-1. 뼈의 구성
일반적으로 뼈를 딱딱하고 동적인 것으로 생각하는데, 사실 단단한 성질과 적절한 탄성도 같이 가지고 있다. 이러한 뼈는 약 30%의 유연한 바탕질(matrix)과 결합된 무기질(mineral)로 구성되어 있으며, 전문화된 뼈세포들에 의해 복잡하게 짜이고 끝없이 리모델링된다. 이로 인해 뼈는 비교적 단단하고 튼튼하면서도 가벼운 상태를 유지할 수 있게 된다.
뼈의 세포 사이의 물질인 뼈바탕질(bone matrix)은 90~95%가 뼈아교질(ossein)로 알려진 탄력적 콜라겐 섬유(elastic collagen fiber)로 구성되며, 나머지 5~10%는 바탕질(ground substance)로 구성된다.
다시 정리하면, 이러한 뼈는 성분적으로 무기질과 유기질로 이루어져 있는데, 여기서 무기질은 대부분 단단한 결정체 형태의 인과 칼슘으로 구성되어 있어 뼈의 단단함과 강도에 절대적으로 중요하다. 한편, 유기질 조직은 크게 뼈의 탄성에 매우 중요한 역할을 하는 콜라겐 섬유(collagen fiber)와 뼈의 성장과 재생에 매우 중요한 역할을 하는 바탕질(ground substance)로 구성되어 있다.
앞서 말했듯이 뼈는 내부에서 끊임없이 변화가 이루어지는데, 이 뼈의 대사작용에 관여하는 세포는 골아세포(骨芽細胞, osteoblasts)라고도 불리는 조골세포(造骨細胞)와 파골세포(破骨細胞, osteoclast)가 있다. 그 외 골세포(骨細胞, osteocyte)라는 개념이 있는데, 이는 조골세포(골아세포)가 스스로 분비한 뼈바탕질에 채워지는 과정에서 형성된 세포를 말한다.
조골세포(골아세포)는 새로운 뼈의 생성에 관여하며, 파골세포는 뼈의 분해와 재흡수를 하는 역할을 한다. 이 두 세포의 지속적인 활성화로 인해 뼈는 성장하기도 하고 퇴화하기도 한다. 정상적인 뼈의 대사에서 보면 조골세포(골아세포)와 파골세포의 역할이 균형을 맞추고 있지만, 그렇지 못한 경우에는 골다공증과 같은 병적인 상태로 연결될 수 있다.
뼈는 겉으로 보기에는 똑같이 보이지만 실제론 두 가지의 다른 구조로 이루어진다. 하나는 뼈 층판이 빽빽하게 밀집되어 단단하게 된 부분인 치밀질(緻密質) 혹은 치밀뼈(compact bone)이며, 다른 하나는 뼈의 잔 기둥들이 입체적으로 서로 얽혀 있고 사이의 공간에는 골수가 차 있는 뼈의 부분인 해면골질(海綿骨質) 혹은 해면뼈(sponge bone)이다.
치밀뼈(치밀질)는 뼈의 단단함과 강도에 절대적인 영향을 미치며, 체중과 외력과 같은 압박력에 대한 저항성을 제공할 수 있고, 신체 움직임에 대한 지지점의 역할을 하며, 외적인 충격에 있어서는 보호하는 기능을 한다. 참고로 이 치밀뼈는 아주 촘촘한 혈관이 지나간다.
무릎 연골 중에 반월판 연골이라는 것이 있다. 근데 여기엔 상처가 나거나 문제가 생기면 회복이 되지 않는다. 그 연골에는 혈액이 끝부분만 살짝 지나지 연골 전체를 통과하지 않기 때문이다. 만약 반월판 연골 안쪽에 상처가 났다면 혈액이 오지 않기에 재생되지 않는다. 원래라면 상처가 나면 피가 나와서 그 피가 염증을 일으켜 상처의 확산을 막는데 그러지 못한다는 것이다. 그럼 이곳은 어떻게 고칠 수 있을까? 여러 가지 방법이 있겠지만 해당 연골에 가장 가까운 경골(뼈)에 구멍을 뚫어 피를 해당 연골로 흘러가 염증을 일으켜 상처를 치유하는 방법을 쓰기도 한다. 혈관이 있고 없고의 차이는 우리 몸이 상처를 입었을 때 얼마나 재생할 수 있고 없고와 관련된 아주 중요한 역할을 한다. 그래서 치밀뼈가 손상이 되더라도 손상된 부위에서 나온 피를 통해 어느 정도 뼈의 회복을 돕게 된다.
한편, 스펀지와 비슷하게 생긴 해면뼈(해면골질)는 스펀지처럼 조직이 연결은 되어있지만 치밀뼈와 다르게 조직 사이사이에 빈틈이 있다. 또 이들은 뼈의 무게를 줄여주고, 안에는 조혈(혈액 생성, hematopoiesis) 작용을 하는 골수의 저장고 역할을 한다. 해면뼈는 전체적인 표면적이 넓기 때문에 파골세포의 주 활동무대가 되며, 그로 인해 골다공증은 치밀뼈가 아닌 해면뼈에서 발생하게 된다.
2. 골다공증(骨多孔症, osteoporosis)
2-1. 골다공증의 정의와 발생 요소
골다공증이라는 한자를 풀이해보면 뼈(骨)에 많은(多) 구멍(孔)이 생기는 증상(症)이라는 뜻이며, 영어를 풀이해보면, 뼈(osteo)가 굳어짐(porosis)이라는 뜻이다. 골다공증(osteoporosis)은 골화석증(osteopetrosis)과는 다른 질병이니 헷갈리지 않길 바란다.
뼈는 생성과 흡수 과정을 끊임없이 반복하는 매우 활발한 대사 기관이다. 출생하고 성장하면서 성인이 될 때까지 뼈의 생성이 흡수보다 많기 때문에 골량이 계속 증가한다. 따라서 약 30대에 가장 높은 골량을 형성하게 된다. 이후 연령이 증가함에 따라 조금씩 감소하는데, 매년 0.4~2%의 뼈밀도가 감소한다.
뼈의 강도가 약해져 쉽게 골절이 발생하는 골격계 질환을 골다공증(骨多孔症, osteoporosis)이라고 한다. 이 뼈의 강도를 약해지게 하는 요소는 많다. 뼈의 구조, 교체율, 무기질화, 미세 손상 등의 뼈의 질과에 영향이 결정되고, 또, 뼈의 양 조차도 이 골다공증에 영향을 미치는 요소다. 그러나 이런 모든 요소들을 측정하는데에는 한계가 있기 때문에, 현재까지는 뼈의 양을 측정하는 골밀도를 이용하여 골다공증 진단을 한다.
2-2. 골다공증의 발생 과정과 원인 그리고 개선 방법
2-2-1. 골다공증의 발생 과정과 원인
골다공증과 그로 인해 발생하는 골절은 기본적으로 노화, 폐경 등으로 인한 성 호르몬의 감소, 뼈의 교체율 증가 등의 요인들이 발생해 뼈의 질과 골밀도를 저하시키면서 골다공증이 생기는데, 여기에 낙상과 같은 과도한 충격이 발생하며 골절이 자주 발생하게 된다.
그럼 이런 골다공증은 어떤 원인으로 일어나게 되는걸까? 아래 표에 간단히 정리해봤다.
| 골다공증의 원인 |
| 뼈흡수가 뼈형성을 초과해 발생하는 경우 나타남! (조골세포의 활동량보다 파골세포의 활동량이 높은 경우) |
| 연령(폐경 후 여성에게 주로 발생) 활동감소 및 좌식생활 호르몬 요인(갑상선 기능 항진증, 쿠싱 증후군, 당질코르티코이드 과잉 투여) 칼슘, 비타민 D, 단백질의 부족 흡연 과도한 카페인 섭취 |
2-2-2. 골다공증의 개선 방법
이런 골다공증의 위험요인을 개선할 수 있는 부분과 개선할 수 없는 부분을 나누어 어떻게 골다공증이 일어나는 과정을 지연시킬 수 있는지 알아보자.
| 골다공증 위험 요인에 대한 교정 가능 여부 | |
| 교정 불가능한 골다공증 위험 요인 | 교정 가능한 골다공증 위험 요인 |
| 연령(노화) 성별(주로 여성) 골절의 모계 가족력 출생 시 저체중 골다공증 유발 질환 발생 |
적은 체질량지수(BMI<21kg/m2) 1차성/2차성 무월경 조기 폐경 흡연 과도한 음주, 카페인, 동물성 단백질 섭취 칼슘, 비타민 D 섭취 부족 넘어짐 약물치료(스테로이드계, 항경련제 등) |
체질량을 정상수치로 유지하고, 여성의 경우 월경의 주기나 상황을 신경써서 무월경이나 조기폐경을 예방하는 것이 좋다. 한편, 흡연을 한다면 조금 줄여보고, 술이나 카페인, 동물성 단백질을 많이 섭취하지 않도록 잘 조절하며, 단백질 보충제, 각종 자연 식품을 통해 칼슘이나 비타민 D를 특히 많이 섭취하면 뼈 건강에도 도움이 될 것이다. 그 외 운동을 열심히 하고 균형 잡는 연습을 많이 해 잘 넘어지지 않게 트레이닝하고, 약물치료도 필요하지 않게 되었다면 서서히 끊는 것도 뼈 건강에 좋다. 이 중 칼슘과 비타민 D, 그리고 운동은 뼈에 어떤 영향을 주는지 조금 더 자세히 알아보자.
| 칼슘 |
| - 칼슘은 뼈의 무기질 성분일 뿐 아니라 뼈흡수를 억제하는 효과를 가지고 있음. - 따라서 적절한 칼슘섭취는 성장기에 최대 골량의 완성과 일생 동안 건강한 뼈를 유지하는 데 필요함! (50세 미만의 성인 : 1000mg/1일의 섭취를 권고/50세 이상의 성인 : 1200mg/1일의 섭취를 권고) - 칼슘은 체내 흡수량이 떨어지기 때문에 식품 뿐 아니라 보충제의 적절한 섭취도 요구됨. |
| 비타민 D (칼슘 서포터) |
| - 비타민 D는 간과 콩팥을 거치며 활성형이 되면 장에서 칼슘의 흡수를 증가시키고 뼈에 무기질을 침착시키는 중요한 역할을 함. - 비타민 D 부족 시 뼈가 약해지는 골연화증(osteomalacia)이 발생. - 비타민 D는 식이를 통한 섭취와 장기간의 자외선에 의한 피부 합성을 통해 체내로 공급됨. |
| 운동 |
| - 운동은 성장기에 뼈의 무기질 침착을 촉진시키고 골다공증을 예방하는 효과가 있음. - 골다공증에는 체중부하 운동이 권장됨(뼈에 부하를 주는 운동은 조골세포를 활성화시키기 때문). - 운동에 의한 뼈밀도의 증가는 운동한 부위의 뼈밀도만 증가하는 경향을 나타내는 '특수성'을 가짐. -> 팔다리와 척추 부위에 골고루 자극을 줄 수 있도록 운동을 구성해야 함! - 근력 운동은 근육과 함께 골량을 증가시키고 근력과 균형 감각을 향상시켜 근육의 기능을 개선시킴. -> 넘어짐, 낙상 예방을 예방하는 효과가 있음. - 뼈가 약해져 있는 사람에게는 무거운 부하 운동은 오히려 병을 약화시킬 수 있어 저강도에서부터 점진적 부하가 필요함. |
2-3. 골다공증의 분류와 종류
이제 이 골다공증은 어떻게 분류하는지 살펴보자.
골다공증은 원인에 따라 크게 나누어 1차성(원발성) 골다공증과 2차성(속발성) 골다공증으로 나뉜다.
| 구분 | 1차성 골다공증 (primary osteoporosis) |
2차성 골다공증 (secondary osteoporosis) |
|
| 폐경 후 골다공증 (postmenopausal osteoporosis) |
노인성 골다공증 (Senile osteoporosis) |
||
| 나이 | 여성/50세 이상 | 65~70세 이상 | - (발생 특정 연령 X) |
| 원인 | 폐경 | 노화, 폐경 | 약물 및 내분비질환 |
| 남녀비율 (남 : 여) |
1:6 | 1:2 | 1:1 |
| 감소된 뼈기질 | 해면뼈 | 해면뼈, 치밀뼈 | |
2-3-1. 폐경 후 골다공증
여성은 폐경 후 에스트로겐(estrogen)을 포함한 여성호르몬이 감소한 후 급격하게 뼈의 감소가 나타나게 된다. 이는 에스트로겐의 분비가 줄어들어 골흡수 증가에 따른 혈중 칼슘농도의 증가와 이에 따른 부갑상샘호르몬의 분비감소로 인한 장내 칼슘 흡수의 저하에 의해 나타난다.
폐경 후 파골세포에 의한 뼈 흡수는 폐경 전보다 증가되며 매년 1~5%의 빠른 뼈 손실을 나타내며, 그래서 폐경 후 골다공증은 주로 해면뼈의 밀도가 감소하며 남녀 발생비율이 1:6정도로 여성에게 높게 나타난다. 그런데 이 에스트로겐 감소로 일어나는 골다공증은 남성에게도 일어날 수 있는데도 여성이 더 위험한 이유는 교수님의 말씀에 따르면 남성은 뼈에서도 에스트로겐이 나오지만 여성은 난소에서만 에스트로겐에서만 생성하기 때문에 폐경 이후 난소가 노화해 제 기능을 하지 못하면 이 에스트로겐이 더 이상 몸에서 나오지 않기 때문이다.
2-3-2. 노인성 골다공증
노화와 관련된 노인성 골다공증은 남성과 여성에게 모두 나타나고 폐경 후 골다공증과 다르게 서서히 진행한다.
연령이 증가함에 따라 콩팥에서 비타민 D의 생성이 감소하고 장내에서 칼슘의 흡수 저하 및 조골 세포의 감소에 따라 골다공증이 발병하는 것이다. 비타민 D는 음식으로부터 섭취되거나 피부에서 햇빛에 의해 만들어져서 콩팥에서 활성화되어, 장에서 칼슘의 흡수를 돕는다. 그런데 노인이 되면 칼슘 섭취량이 적을 뿐만 아니라 신장에서 활성 비타민 D의 생성이 감소되어, 장에서 칼슘의 흡수가 감소됨으로써 칼슘 부족을 초래하게 된다. 이 경우 넙다리뼈(대퇴골)의 골절이 흔히 발생하며, 신체 다른 부위의 골절률도 증가한다.
65~70세 이후의 남녀 비율은 1:2이며, 폐경 후 골다공증과 다르게 해면뼈와 치밀뼈의 감소가 모두 나타난다는 특징이 있다.
2-3-3. 2차성 골다공증
앞서 살펴본 폐경 후 골다공증과 노인성 골다공증은 모두 유발 원인이 명확하지 않은 1차성 혹은 원발성 골다공증이었는데, 이번에 볼 것은 특정 질환이나 약물이라는 명확한 유발 원인이 있는 2차성 혹은 속발성 골다공증에 대해 정리해봤다.
이 2차성 골다공증(속발성 골다공증)은 골량의 형성이나 감소에 영향을 주는 약물이나 질환에 의해 발생되는 골다공증을 말한다. 이 2차성 골다공증을 일으키는 약물로는 스테로이드계 약물, 항경련제, 과량의 갑상샘호르몬, 항암제 등이 있으며, 2차성 골다공증을 유발하는 내분비 질환이나 증상으로는 부갑상샘기능항진증, 쿠싱증후군, 갑상샘기능항진증, 성호르몬의 결핍 등이 있다. 다른 유발 질환으로는 소화기 질환, 류마티스 질환, 만성 신부전, 호흡기 질환, 악성 종양, 장기 이식, 유 전 질환 등이 있으며, 기타 장기간의 신체활동 부족, 과도한 음주 및 흡연과 같은 일상적인 활동도 유발 원인으로 여겨진다.
| 2차성 골다공증 유발 요인 | ||
| 약물 | 스테로이드계 약물(부신피질 호르몬제 등), 항경련제(간질약 등), 헤파린, 갑상샘호르몬, 항암제 | |
| 질환/증상 | 내분비 질환 | 갑상샘기능항진증, 부갑상샘기능항진증, 쿠싱증후군, 갑상샘기능항진증, 조기폐경, 성호르몬의 결핍 |
| 소화기 질환 | ||
| 류마티스 질환 | ||
| 심장 질환 | 만성 심부전 | |
| 악성 종양, 장기 이식, 유전 질환 등 | ||
| 생활 | 장기간의 신체활동 부족, 과도한 음주 및 흡연 | |
2-4. 골다공증의 증상
골다공증은 상당히 진행될 때까지 아무런 증상을 보이지 않는 경우가 많다. 그래서 보통 골절이 된 후에야 그것이 골다공증에 의한 것임을 알게 된다. 즉, 골다공증의 주 증상은 '골절'이라고 볼 수 있다.
골다공증이 있는 경우, 가벼운 충격이나 넘어짐에도 골절이 발생할 수 있으며, 여기서 골절이 가장 많이 발생하는 부위는 손목, 척추, 넙다리뼈(대퇴골)이다. 척추골절로 인해 허리 통증(요통)이 발생하고, 외견상 허리가 굽고 키가 줄어들게 되는데, 허리가 굽으면 소화불량이나 숨이 차는 증상까지도 유발된다. 또, 정상인과 달리 (젊은층에서도) 넘어지면 넘어지면서 땅을 짚는 손목이나 직접적으로 지면에 부딪히는 넙다리뼈쪽(대퇴부위)에 쉽게 골절이 발생한다. 여기서 넙다리뼈쪽의 골절은 수술을 필요로 하며, 장시간의 요양과 활동이 어렵기 때문에 노인들의 경우 합병증으로 인한 사망률이 증가한다.
따라서 골다공증의 조기 진단을 위해서는 특별한 증상이 없더라도 골밀도 측정을 해보아야 하며, 위험 인자를 갖고 있는 경우는 특히 정기적 검진이 요구된다.
2-5. 골다공증의 진단 (T값과 Z값)
현재까지도 단위 뼈 조직의 면적 당 측정된 칼슘 등의 무기질의 밀도인 골밀도(bone density) 혹은 골-미네랄 밀도(BMD, bone mineral density) 측정을 이용해 골다공증의 정도를 파악하고 있다.
이런 골밀도는 어떤 부위를 측정하더라도 골절의 위험을 예측하는 데 도움을 주긴 하나, 특정 부위를 측정한다면, 그 부위의 골절을 가장 잘 예측할 수 있다. 즉, 척추의 골절 위험은 척추를 측정하는 것이 가장 좋고, 손목의 골절 위험은 손목의 골밀도를 측정하는 것이 가장 좋으며, 넙다리뼈의 골절 위험은 넙다리뼈의 골밀도를 측정하는 것이 가장 좋다는 말이다.
임상에서 사용되는 골밀도 측정방법으로는 이중에너지 X선 흡수계측법(DXA, DEXA)이 가장 널리 사용되고 있으며, 그 외에 정량적 컴퓨터 단층촬영법(QCT), 정략적 초음파 측정법과 같은 골-미네랄 밀도(BMD) 측정으로 진단하고 있다. 이러한 방법들로 측정된 골밀도를 판정할 때는 측정된 절대값을 사용하기보다는 T값과 Z값을 주로 사용한다.
T값은 동일한 성별에서 젊은 성인 집단의 평균 골밀도와 비교하여 표준편차로 나타낸 값으로, 건강한 성인과의 차이를 의미하며, Z값은 측정자동일한 연령대의 골밀도 평균치(평균 골밀도)와의 차이를 표준편차로 나타낸 값으로, 같은 연령대의 골밀도 평균치와의 차이를 의미한다.
폐경 이후의 여성과 50세 이상의 남성에서는 T값에 따라 골다공증을 진단하고 소아, 청소년, 폐경 전 여성과 50세 이전 남성에서는 T값을 사용하지 않고 Z값을 사용한다. 여기서 T-값이 -2.5이하이면 골다공증, -1.0에서 -2.5사이이면 골감소증으로 판정하고, Z값이 -2.0 이하이면 ‘연령 기대치 이하(below the expected range for age)’라고 정의해 이차성 골다공증의 가능성과 위험을 고려해야한다. 그래서 이 Z값은 골다골증 진단용으로 거의 쓰이진 않는다.
| T값 | 기준 |
|
| 정상 | T값 > -1.0 |
|
| 골감소증 (osteopenia) |
-1.0 ≥ T값 > -2.5 | |
| 골다공증 (osteoporosis) |
-2.5 ≥ T값 | |
| 심한 골다공증 | -2.5 ≥ T값 | + (골다공증) 골절 |
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