관절의 노화 내구력에 대한 고정 관절손상 영향

관절의 결합조직이 조직적으로 변화하는데 연관된  요인에는 노화가 있다. 노화는 개인에 따라 다르다. 관절의 결합조직은 장기간 고정될때 영향을 받는다. 또한 급성 외상으로 조직이 손상을 입으면 관절기능에 영향을 끼친다. 관절 기능에 영향을 주는 요인을 알아보자.

관절 노화

관절노화는 결합조직에서의 조직학적 변화와 연관되며, 이러한 변화는 관절 기능의 역학적 변화를 초래하게 된다. 조직 노화의 속도와 과정은 매우 개인적인 것이며 활동의 유형과 빈도 그리고 많은 의학적 인자들과 영양 인자들에 의해 긍정적 또는 부정적으로 바뀔 수 있다. 노화는 섬유와 글리코오스아미노글리칸(GAG)의 교체와 회복에 있어 속도를 느리게 한다. 미세외상은 구조적 파손이나 역학적 특성에서 중요한 변화로 진행될 수 있는 무증상적 손상을 초래하게 되고 그 영향은 시간이 지남에 따라 축적된다. 이러한 현상의 임상적 예로는 관절와상완관절의 인대와 관절낭에서 나이에 따른 퇴화를 들 수 있다. 퇴화된 인대와 관절낭에 의해 제공 되는 구조적 지지의 감소는 결국 회선근개(rotator cuff)의 열상이나 건염의 원인이 된다. 또한 노화는 결합조직에 있는 글리코오스아미노글리칸(GAG)의 역학적 탄력에도 영향을 미친다. 노화된 세포에 의해 생산된 GAG는 젊은 세포에 의해 생산된 것들보다 그 숫자에 있어 더 적고 그 크기에 있어서도 더 작다. 글리코오스아미노글리칸(GAG)에서의 이러한 변화는 물과 결합하는 능력을 저하시켜 결합조직의 수분공급(hydration)을 감소시킨다. 조직으로의 수분공급이 적을수록 압박력에 대처하는 힘도 낮아진다. 결합조직이 건조해질수록 서로에 대해 쉽게 미끄러질 수 없게 된다. 결국 인대에 있는 섬유의 다발들은 부과된 힘에 대해 쉽게 그 스스로를 정렬시킬 수 없게 되며, 또한 빠르게 적용된 힘에 최대한 저항하는 조직의 능력을 잃게 된다. 이전에 가동성이 있었던 조직면들이 이제는 유착 형성의 가능성이 증가된다. 따라서 노화된 관절은 젊은 사람의 관절보다 더 빠르게 가동범위가 상실될 것이다. 노화된 관절연골은 건강한 연골보다 적은 물을 함유하고 있다. 결국 관절연골에 부과되는 힘을 약화시키거나 인접한 뼈로 분산시키는 능력이 감소하게 된다. 뼈에 있어 노화와 관계된 결합조직 대사의 변화는 골절의 치유도 더 느리게 한다. 또한 변화된 대사는 골다공증, 특히 남성과 여성 모두에 있어 골소주와 피질골 모두가 얇아지는 유형인 노년기 또는 II형 골다공증을 초래한다.

관절 내구력에 대한 장기간 고정의 영향

결합조직에 있는 섬유와 글리코오스아미노글리칸(GAG)의 양과 배열은 신체적 활동에 의해 그 영향을 받는다. 정상 수준의 신체적 활동에서는 결합 조직이 근골격계에 부과된 평상시의 힘에 대해 적절히 저항할 수 있다. 그러나 장기간 동안 고정된 관절은 고정과 연관된 결합조직의 구조와 기능에 현저한 변화가 나타난다. 조직의 역학적 내구력은 고정된 상황에 의해 저하된 힘만큼 감소된다. 이것은 비정상적 상황에서 나타나는 당연한 반응이다. 신체의 일부에 석고붕대를 적용하고 그 사람을 침대에만 누워있게 하는 것은 근골격계에 부과된 힘의 수준을 극적으로 감소시키는 고정의 예이다. 비록 다른 이유이기는 하지만 근육의 마비나 약화 또한 근골격계에 대한 힘을 감소시킨다. 결합조직의 내구력에 있어 그 감소율은 특정 조직의 정상적인 대사활동의 여부에 따라 좌우된다. 예를 들어, 슬관절의 인대에 있어 몇 주간의 고정은 장력에 대한 내구력을 현저하게 감소시킨다. 이러한 재형성에 있어 가장 초기의 생화학적 변화는 고정후 며칠 이내에 감지될 수 있다. 고정을 중단한후 그리고 고정후 장기간의 운동프로그램을 완료한 후에도 인대는 고정을 하지 않았을 때보다 장력에 대한 더 낮은 내구력을 계속해서 보인다. 뼈와 연골과 같은 다른 조직들 또한 고정에 따른 부피, 용적, 그리고 내구력의 상실을 보인다. 실험연구의 결과는 조직이 감소된 부하에 대한 반응으로 내구력이 빠르게 상실된다는 것을 보여주고 있다. 부하의 회복에 따른 내구력의 완전한 회복은 매우 느릴 수 있으며 종종 불완전하게 회복될 수도 있다. 장기간 동안 관절을 고정하는 것은 골절된 뼈와 같이 손상에 따른 치유를 증진시키기 위해 종종 필요하기도 하다. 고정에 따른 잠재적인 역효과와 치유 증진을 위한 필요성 사이의 균형을 고려하기 위해 임상적 판단이 요구된다. 관절 주위의 조직에 대한 최대의 내구력을 유지하기 위해 고정의 현명한 사용, 부하로의 빠른 복귀, 그리고 초기의 재활적 중재를 필요로 한다.

관절 손상

관절의 결합조직에 대한 외상(trauma)은 한번의 강력한 사고나 장기간 동안의 작은 손상의 축적에 반응(만성 외상)으로 발생할 수 있다. 급성 외상(acute trauma)은 감지할 수 있는 병리를 바로 만들어낸다. 찢어지거나 심하게 신장된 인대나 관절낭은 급성 염증반응을 유발한다. 또한 손상된 결합조직이 평상시의 사지 운동을 제한할 수 없을 때 관절은 구조적으로 불안정하게 된다. 급성 외상성 불안정성의 영향을 자주 받는 관절들은 주로 높은 외적인 토크에 노출되는 골격의 가장 긴 지레팔과 연관이 있다. 이러한 이유 때문에 경대퇴관절, 거퇴관절, 관절와상완관절은 급성 인대손상으로 생기는 불안정성에 자주 노출된다. 골절된 조각에 대한 신중한 정복과 재정렬은 관절면의 부드러운 저속마찰로 미끄러짐 기능을 회복 하는데 도움이 된다. 이것은 기능의 최대 회복을 위해 중요하다. 비록 관절에 인접한 뼈가 뛰어난 회복 능력을 갖고 있다할지라도, 골절된 관절연골의 회복은 종종 불완전하며 역학적으로 퇴행하기 쉬운 관절면에서는 취약한 영역을 초래한다. 손상된 관절연골에서 불안한 관절면 정렬로 인한 스트레스의 국소적 증가는 외상후 골관절염 (post- traumatic osteoarthritis)을 유발할 수 있다. 손상된 섬유연골성 관절구조의 회복은 혈액공급의 근접성과 충분성에 달려 있다. 관절낭에 붙은 혈관에 인접한 슬관절 반월판의 가장 바깥쪽 영역에 대한 열상은 완전하게 치유될 것이다. 이와 반대로 반월판의 가장 안쪽 영역의 열상은 일반적으로 완전하게 치유되지 않는다. 만성 외상(chronic trauma)은 과사용 증후군(overuse syndrome)의 한 유형으로 회복되지 못한 비교적 가벼운 손상의 축적으로 나타난다. 비록 관절의 불안정성이 근육의 제한에 의해 대체되어 견제된다 하더라도, 만성적으로 손상된 관절과 인대는 관절을 제한하는 기능을 점차적으로 상실하게 된다. 과도한 사지의 움직임에 의해 관절이 갑자기 자극을 받거나 힘을 받게 될 때 불안정성은 쉽게 나타난다. 불안정성의 재발은 관절 조직에 대한 비정상적인 부하 상황에서 유발될 수 있으며, 이것은 관절 조직의 역학적 손상에 이르게 할 수 있다. 관절연골의 원섬유성 영역은 후에 갈라지거나 쪼개지게 되고, 이것은 관절연골의 표면에서 조직의 중간층이나 가장 심부층까지 확대된다. 이러한 변화에 의해 관절연골이 갖는 충격 흡수의 특성은 감소된다.일반적으로 관절의 기능장애를 유발하는 두 가지의 질환 상태가 바로 골관절염(osteoarthritis, OA)과 류머티스성 관절염 (rheumatoid arthritis, RA)이다. 골관절염의 특징은 낮은 염증성 요소와 함께 관절연골이 점진적으로 침식되는 현상을 보이는 것이다. 관절연골의 침식이 진행됨에 따라, 그 밑에 있는 연골하 뼈는 더욱 더 무기질화되고 심한 경우에는 관절연골 패드가 완전히 닳아 없어질 때에는 연골하 뼈가 체중지지면이 되기도 한다. 섬유성 관절낭과 윤활막은 넓어지고 비후해진다. 심하게 침습된 관절은 완전히 불안정하거나 탈구가 일어나게 되며 또는 움직임이 일어날 수 없게 융합되기도 한다. 골관절염의 발생 빈도는 나이에 따라 증가하게 되고 여러 가지 증상들을 갖게 된다. 특발성(idiopathic) 골관절염은 특별한 원인 없이 일어나며, 단지 한 관절이나 몇몇 관절만 침범하게 되는데, 특히 고관절, 슬관절, 그리고 요추와 같이 높은 체중지지 부하를 받는 관절에서 일어난다. 가족성(familial) 골관절염 또는 일반적인(generalized) 골관절염은 손에 있는 관절들을 침범하며 여성에게 더 빈발한다. 외상후(post-traumatic) 골관절염은 심각한 외상에 노출되었던 어떤 윤활관절을 침범한다. 류머티스성 관절염은 골관절염과는 뚜렷하게 다르며, 강력한 염증성 요소를 갖고 있는 전신적인 자가면역성 결합조직 질환이다. 많은 관절들의 파괴가 류머티스성 관절염의 중요한 증상이다. 관절의 기능장애는 관절낭, 윤활막, 그리고 윤활액의 현저한 염증에 의해 나타난다. 요약하면, 관절의 건강이 노화에 따른 변화에 대해 장기간 고정과 외상에 의한 손상으로 더 악화가 가속을 만든다. 치료를 위한 고정을 제외하고 관절의 움직임을 꾸준히 만들고 보호해야 한다.