무릎 통증은 왜 생기는가?

퇴행성 관절염(Degenerative arthritis, osteoarthritis)

노화, 과사용, 외상 등으로 관절연골이 퇴화되면서 관절변형이 일어나는 질환으로 관절을 움직이는 근육과 인대가 약화되어 연골이 마모현상이 심해지면서 관절염이 시작되고, 통증이 나타나는 질환입니다. (Calkins & Challa, 1985)

고령자에게 가장 흔하며 원인은 1차와 2차로 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 

 

원인

일차성 골관절염 

뚜렷한 근본 원인이 없는 관절염 일반적으로 마모뿐만 아니라 노화로 인한 퇴행

 

 

 

정상 무릎과 관절염 무릎 X-ray

 

 

 

 

이차성 골관절염 

외상 후 원인과 같이 관절 전체에 힘이 비정상적으로 집중되거나 류마티스관절염과 같은 비정상적인 관절 연골의 문제로 인한 관절염, 비만, 오다리 & 엑스다리, 구루병, 관절의 부상, 장시간의 고정 등이 원인이 됩니다. 

 

 

 

정상과 오다리, 엑스다리

 

 

 

 

 

관절염의 가장 흔한 유형은 골관절염과 류마티스 관절염이지만 매우 다양한 형태의 원인들이 있습니다. 일반인들이 생각하는 가장 일반적인 원인으로는 노화와 과사용일 것입니다.

 

다양한 원인들 중에 통증과 관절염이 발생하는 부위는 대부분 내측입니다.

 

- 45세 이상의 사람들에게 많이 나타납니다. 

- 남성보다 여성이 일반적으로 영향을 많이 받습니다. 

- 약 13%의 여성과 60세 이상 남성의 10%에서 증상이 있는 무릎 골관절염이 있습니다. 

 

다른 원인들

1. 대퇴사두근과 햄스트링의 불균형

대퇴사두근은 무릎관절의 신전 기능 작용을 하고, 햄스트링은 굴곡 기능과 함께 무릎관절 전체의 활동 기능을 유지하는 역할을 수행하는데, 이 두 근육군은 서로 상호 협동 작용을 하고 무릎관절이 내적-외적으로 받게 되는 스트레스에 대해 균형을 유지하면서 작용합니다.

 

 

 

햄스트링과 대퇴사두근의 불균형

 

 

 

 

[동적 발란스와 움직임 동안 대퇴사두근과 햄스트링의 근력 비율은 3 : 2가 적정한 비율입니다. 다시 말하면 대퇴사두근이 100%의 힘을 발휘했을 때 햄스트링의 근력은 66%에 도달했을 때 무릎에 부담이 없고 발란스가 가장 좋은 상태입니다.]

 

그러나 퇴행성 관절염과 같은 만성 질환이나 특정 외상이 발생하게 되면 근력의 불균형 상태가 발생하게 되고, 이는 무릎관절 주변의 역학적인 변화가 나타나 무릎관절 부위의 근기능의 감소를 초래하여 대퇴사두근과 햄스트링의 단면적 크기 및 근력의 유의한 감소를 나타낸다고 하였습니다. 

 

무릎관절 부위의 근력 약화와 비대칭적인 근육 활동은 관절에 불안정한 부하를 가하게 되고, 자극받은 근육 및 인대와 같은 섬유조직들의 긴장을 가져와 통증과 기능 상실을 초래하게 됩니다. 이로 인해 일상생활 동작의 기피가 나타나게 됨으로써, 결국 근력 약화, 통증, 기능상실과 같은 악순환이 나타나게 됩니다. 

 

 

2. 체중 분산 문제

심한 퇴행성 변화가 발생하는 다른 이유는 하중이 골고루 분산되지 못하기 때문입니다. 부상으로나 신발의 문제 (신발 밑창의 마모로 인한 불균형), 발(발바닥의 티눈 or 굳은살), 이나 발목(불안정성)의 문제로 무릎의 하중이 불균형을 일으키게 됩니다. 이런 현상은 반월판이 찢어져서 관절내 장애가 반복될 때 발생합니다. 젊은 사람에서 외반 변형(valgus deformity)이 있을 경우 또는 오래된 부정유합 골절(malunited fracture)로 하중이 고르지 않게 전달되어 반복적으로 엇갈림 긴장(shearing strain)이 가해지는 경우에도 골관절증이 조기에 발생할 수 있다. 또한 이것은 반월판이 완전히 제거되어 하중을 견디는 기능이 소실되어도 발생합니다. 

 

 

 

발바닥에 발생하는 티눈과 굳은살

 

 

 

 

체중 분산과 반월상연골

 

 

 

 

 

3. 노인에게서 내과(medial condyle)의 무균 괴사가 빠르게 진행하면서 증상을 유발하는 골관절증의 원인도 발생합니다. 

 

진단

1. 전형적인 퇴행성 관절염의 진단은 방사선학적 소견으로 관절연골의 소실

 

방사선상의 5등급으로 분류

- 0 등급 정상 상태

- 1 등급 : 불분명한 관절간 협착과 골증신체의 가능성 상태

- 2 등급 : 약간의 골증식체와 나타나지 않거나 의심스러운 관절간 협착

- 3 등급 : 중등도의 골증식체와 관절간 협착과 함께 경화증 및 변형의 가능성을 가진 상태

- 4 등급 : 심한 골증식체와 관절간의 협착 발생 및 경화증과 확실한 변형이 나타나는 상태

 

 

 

관절염의 단계

 

 

 

 

2. 연골하골(subchondral bone)의 구조적 변화의 정도

[관절연골은 관절의 뼈 끝을 덮고 있는 유리질의 결합조직으로 관절의 움직임에 따른 충격을 흡수하는 역할을 합니다. 관절연골은 65~80%의 수분, 20~40%의 세포외 기질 및 1~5%의 연골 세포로 구성되어 있습니다.]

 

 

 

관절연골의 감소

 

 

 

 

3. 반응성 골극(osteophyte)의 형성

 

 

골극(osteophyte)

 

 

 

증상(symptom)

관절염은 무릎 관절 주변에 염증을 나타내기 때문에 고통스럽고 움직임에 제한을 줍니다. 관절염이 발생하고 시간이 지남에 따라서 점점 증상이 심해지는 경우도 있고 갑작스럽게 발생하기도 합니다. 

 

- 관절이 뻣뻣해지고 부어올라 무릎을 구부리고 펴기가 어려울 수 있습니다. 

- 통증과 부기는 아침에, 또는 앉아 있거나 휴식을 취한 후에 악화될 수 있습니다. 

- 격렬한 활동은 통증을 악화시킬 수 있습니다. 

- 연골 및 기타 조직의 느슨한 조각은 관절의 움직임을 방해할 수 있습니다. 

- 통증으로 인해 무릎이 약해지거나 갑자기 무릎에 힘이 들어가지 않을 수 있습니다. 

- 많은 환자들이 날씨의 변화에 따라서 통증의 정도가 변화합니다.

- 관절 움직임과 함께 뼈 갈리는 소리가 나타납니다.

 

통증과 함께 또 다른 퇴행성관절염 환자들의 주된 증상은 관절내 삼출액입니다. 관절내 삼출액은 손상이나 수술 후 모든 관절에서 일반적으로 나타나는 증상으로, 외상이나 퇴행성 관절염 환자에게서도 발현되는 특징을 가지고 있습니다. 관절내 삼출액은 환자의 일상생활의 기능적 동작이나 정상적 회복에 악영향을 미치며, 관절내에 존재하는 기계적 수용기를 자극하여 대퇴사두근 특히 내측광근의 기능을 저해하는 요소로 작용합니다. (Kennedy et al., 1982; Spence et al., 1984)