유유제약 웹심포지엄 사전예약
김남주 바이오 이벤트 한국존슨앤드존슨 타이레놀 이벤트
  • HOME
  • 대한약사저널
  • 이슈 트랜드
항혈전제 복약상담 캠페인 배너 서브 가1

골다공증의 병인과 위험인자

2020-01-13 06:01:00 한상인 기자 한상인 기자 hsicam@kpanews.co.kr

골다공증의 분류와 작용기전
정리=약학정보원 학술정보센터 

전 세계적으로 가속화되고 있는 인구의 노령화로 인해 노인성 질환인 골다공증 환자수가 지속적으로 증가하고 있다. 골다공증 환자는 전 세계 약 2억명으로 추산되며, 국내는 ‘18년 95만명으로 ‘16년부터 연평균 7.5% 증가했다. 골다공증은 골절이 발생하기 전까지는 전혀 증상이 없으나, 고관절 골절 등 골절로 사망에까지 이를 수 있는 치명적인 질환이다. 골다공증은 유전적, 대사적, 환경적 요인의 복잡한 상호작용에 의해, 최대 골량 형성 부전, 폐경 후 급격한 골감소, 고령에서 골형성 장애로 발생한다. 따라서 골다공증을 예방하려면 성장기 골형성을 최대화하고, 가능한 위험인자를 조절함으로써 골소실을 최소화해야 한다. 골다공증의 발병 원인에 근거해 현재까지 알려진 주요 골다공증의 위험인자를 소개하고자 한다.

골다공증의 발병 원인
연령에 따른 골량의 변화를 살펴보면 사춘기 전후로는 골형성이 왕성해 골흡수를 능가하며, 20대 중반~30대 초반에 최대 골량(peak bone mass)을 형성한다. 이후 골량은 남녀 모두 감소하기 시작해 지속적으로 골소실이 발생한다. 특히 여성의 경우 폐경 후 최초 5~10년 에스트로겐 결핍으로 골흡수의 속도가 가속화되면서 빠른 골감소가 일어나 골소실이 급격하게 관찰된다(그림 1). 여러 위험인자들로 인해 골재형성 과정에 불균형이 발생해 골소실이 상대적으로 우세한 경우, 골량이 감소하게 된다.


골다공증의 발병원인으로는 (1)최대 골량에 도달하지 못하는 경우 (2)골재형성 동안 과도한 골흡수 또는 골형성의 감소이다. 최대 골량은 성장과 발달 과정 동안 도달하는 최대의 골량으로, 골격 부위에 따라 25-35세 사이에 완성된다. 낮은 최대 골량의 원인으로 유전적 원인, 내분비계 질환, 영양관련 질환, 소아`청소년기 만성질환, 약물, 특발성 원인 등이 있다. 

유전적 소인으로 최대 골량 형성에 문제가 있거나, 다양한 원인으로 이른 나이에 골소실이 일어나는 경우 최대 골량이 낮아질 수 있다. 또한 유소년기, 청소년기 동안 골성장, 골 무기질 침착 과정을 제한하는 질환으로 인해 최대 골량 수준이 낮아질 수 있다. 

이 중에서 최대 골량 및 골소실의 주요한 결정인자는 유전적 요인으로, 여러 연구에 따르면 최대 골량에 유전인자가 크게 기여하며, 골다공증은 유전가능성(heritability)이 있는 질환으로 보고 있다. 전 게놈관련분석(Genome-wide association study, GWAS) 결과, low-density lipoprotein receptor-related protein 5 (LRP5), sclerostin (SOST), osteoprotegerin (OPG), estrogen receptor 1, receptor activator of NF-κB (RANK) 신호전달 유전자 등이 골량을 조절하는 유전인자로 밝혀졌다. 

따라서 최대 골량 확보가 골다공증과 성인의 골절 예방에 가장 중요하며, 최대 골량 10% 증가 시 고관절 골절이 30%까지 감소한다고 알려져 있다. 어린이 및 성인기 초기의 골량은 특히 에스트로겐과 같은 호르몬 상태에 영향을 받으며 체중부하 운동, 식이, 체중, 흡연, 호르몬, 환경과 같은 조절 가능한 위험인자는 최대 골량 형성 및 성인기에 골다공증으로 이행에 중요한 역할을 한다. 최근 최대 골량은 자궁 내에서도 조절되는 것으로 보고됐으며, 모체 영양상태, 흡연, 운동 정도에 영향을 받는 것으로 알려졌다. 

골다공증의 분류
골다공증은 노화에 의해 자연적으로 발생하는 일차성 골다공증과, 기저질환 및 약물 등으로 인해 발생하는 이차성 골다공증으로 분류할 수 있다.

◇일차성 골다공증
노화에 따른 골다공증으로 여성의 폐경 후 골다공증과 노인성 골다공증이 일차성 골다공증에 속한다. 골대사에 영향을 미치는 여성호르몬 에스트로겐이 폐경으로 결핍되는 경우, 파골세포 수 및 생존기간이 연장돼 골재형성단위의 수와 깊이가 증가해 골흡수가 촉진된다. 

반면, 조골세포의 수는 증가하나 조기 사멸이 일어나 결과적으로 골형성과 골흡수 속도의 불균형이 발생하는 것으로 밝혀졌다. 한편 노화가 진행되면 소주골(해면골)과 피질골(치밀골)의 기하학적 구조가 변형되며 골세포의 세포자멸사가 증가하고 미세골 경화 현상이 나타나 뼈에 가해지는 손상에 대해 내압감지능이 떨어지면서 골량 및 뼈의 질이 감소한다. 또한 조골세포의 생존기간 감소, 파골세포 활성 증가로 골형성이 억제된다.

◇이차성 골다공증
질병이나 약물에 의해 골량이 감소하면서 발생하는 골다공증을 의미하며, 그 원인으로는 내분비질환, 영양, 간 및 위장관질환, 혈액학적질환, 신장질환, 자가면역질환 등이 있다(표 1). 기저질환에 의한 이차성 골다공증은 갑상선중독증, 당뇨병, 부갑상선기능항진증, 비타민D 결핍증이 주된 원인이며, 약물로 기인해 초래되는 이차성 골다공증은 글루코코르티코이드 투여에 의한 경우가 가장 흔한 유형이다.


골다공증의 위험인자
골절은 골다공증의 가장 심각한 문제로 골다공증으로 인한 대퇴골절 환자의 약 50%가 기존의 기동능력을 회복할 수 없는 등 삶의 질 감소가 발생한다. 뿐만 아니라 여성의 대퇴골절로 인한 사망 위험은 유방암으로 인한 사망률과 유사한 2.8%로, 골다공증은 사망 위험을 증가시킨다. 따라서 골절 예방을 위해 골다공증에 영향을 주는 위험인자를 피함으로써 골밀도 개선 등 골강도를 높이도록 한다. 역학 연구를 통해 확인된 골다공증의 주요 위험인자 중 조절 가능한 인자로는 영양 부족, 신체 활동, 체중, 흡연 등이 있으며, 조절 불가능한 인자로는 낙상 병력, 고령, 성별이 있다. 또한 특정 질환이나 약물은 골손실을 증가시킴으로써 골다공증의 이차성 원인이 될 수 있다(표 2). 

골다공증 위험인자의 작용 기전
골다공증 위험인자는 골형성 및 골다공증 골절에 관여하는 다양 한 신호전달경로에서 서로 상호작용하면서 작용한다. 대표적인 위험 인자인 류마티스 관절염(RA), 흡연(smoking), 글루코코르티코이드 (Glucocorticoid), 당뇨병(DM), 암(tumor cell)은 골 구조화에 관여하 는 신호전달경로를 음성 조절해, 골다공증 골절을 유발한다(그림 3). 이 외에도 다양한 위험인자의 작용 기전이 알려져 있다. 


류마티스 관절염: 진행성·전신성 염증이 특징적인 질환으로 다양 한 염증성 사이토카인이 병소에 존재하는데, IL-1α, IL-1β, TNF-α, M-CSF, IL-6, IL-11 등이 골흡수 사이토카인으로 작용한다. 또한 염증성 사이토카인에 의해 RANKL의 발현이 증가하며, 류마티스 관절 염 환경에서는 조골세포의 수명이 감소되는 것으로 나타났다. 

흡연: 흡연은 골량 감소 및 골다공증 골절 위험 증가와 관련된다. 흡연자에서 혈청 PTH가 감소하는 것으로 나타났으나 낮은 PTH가 어떻게 작용하는지는 아직 정확히 밝혀지지 않았다. 또한 흡연자에서는 1,25-dihydroxyvitamin D (1,25(OH)2D)가 혈중 농도가 감소돼 있 는 것으로 나타났다. 흡연은 FSH, LH를 증가시킴으로써 에스트로겐 농도를 직접적으로 낮춰 빠른 골소실을 유발한다. 

글루코코르티코이드: 가장 대표적인 이차성 골다공증의 원인으로 최초 치료 3개월 내에는 골소실을 빠르게 보이다가, 이후 느려지는 경향이 있다. 기질 및 조골세포에서 RANKL 발현을 증가시키고 유인수 용체인 osteoprotegerin (OPG)의 발현을 감소시켜, 골흡수를 증가시킨다. Wnt 신호전달 억제제인 Dickkopf의 발현을 증가시킴으로써 조 골세포 분화를 저해한다. 

당뇨병: 인슐린 및 IGF 농도, 당뇨병과 관련된 고칼슘뇨증, 신장 기능 감소, 비만, 최종당화산물(advanced glycation end products, AGEs) 등이 매개하는 복합적인 기전으로 골다공증 발병에 작용한다. 당뇨병에서는 PPARγ, AP2 등 조절을 통해 골형성을 억제하며, 비타민D가 감소돼 골다공증에 기여한다. 

암: 골 미세 환경에 있는 암세포에서 분비되는 PTH-related peptide (PTHrP)는 RANKL 생성을 자극해 파골세포 활성화를 유도한다. 

영양 흡수 불충분: 적당한 단백질, 칼슘, 비타민D, 과일, 야채는 골 건강에 긍정적인 영향을 주는 반면, 고열량식이, 과도한 알코올 섭취는 낮은 골량과 높은 골절율과 관련이 있는 것으로 밝혀졌다. 칼슘 섭취 혹은 비타민D 부족 시, 이차성 부갑상선기능항진증을 유발해, 정상 혈청 칼슘 유지를 위해 골재형성 속도가 증가한다. 특정 위장관 질환인 흡수불량 증후군(셀리악병, 크론병)이나 영양불량은 골 무기질과 비타민 D의 흡수 장애를 유발해 골다공증에 기여한다. 

부갑상선기능항진증: 부갑상선호르몬(PTH)은 직접적으로 조골세포의 생존 신호를 활성화하며 조골세포 수를 증가시킨다. 그러나 부갑상선기능항진증에서 과도한 PTH 분비는 뼈의 저장소로부터 칼슘을 유리시켜 혈청 칼슘 농도를 높이며, 이로 인해 골 전환율을 높임으로써 골다공증의 위험을 증가시킨다. 


알츠하이머병: 대퇴부 경부 및 고관절 부위 골절이 알츠하이머가 있는 환자에서 더 높게 발생한 것으로 나타났다. 알츠하이머 발병에 중요한 역할을 하는 40~42개 아미노산으로 구성된 아밀로이드베타(Aβ)의 작용을 통해 알츠하이머 환자에서 골다공증의 발생률을 높일 수 있는 것으로 제시됐다. 

에스트로겐 결핍(폐경 후 상태) 및 테스토스테론 결핍: 에스트로겐은 에스트로겐 수용체(ER) α를 통해 작용해 골밀도를 증가시킨다. 에스트로겐 부족 시 파골세포 수 증가에 의해 골흡수가 일어난다. 테스토스테론은 안드로겐 수용체에 작용해 골세포 증식, 분화를 조절하며, 방향화(aromatization)를 통해 간접적으로 조골세포의 에스트로겐 수용체에 작용해 골대사에 관여한다. 

References 
Bone Reports 2019,11,100216 
Eur J Endocrinol 2015,173(3),R131-R151
J Clin Pathol 2011,64,1042-1050 
J Appl Physiol 2003,95,2142-2151 
Maturitas 2018,111,61-68 
Rheumatology 2009,48,iv3-iv8
Ther Clin Risk Manag 2018,14,2029-2049
McMaster Pathophysiology Review (http:// www.pathophys.org) 
건강보험심사평가원 보건의료빅데이터개방시스템
대한골대사학회 골다공증 진료지침 2018

한국존슨앤드존슨 타이레놀 이벤트

한국존슨앤드존슨 타이레놀 이벤트
한국 팜비오 오라팡 광고 진세노_7~12월

기사의견 달기

※ 다른 사람의 권리를 침해하거나 명예를 훼손하는 댓글은 관련 법률에 의해 제제를 받을 수 있습니다.
※ 타인에게 불쾌감을 주는 욕설 등 비하하는 단어들은 표시가 제한됨을 알려드립니다.
이름 비밀번호 스팸방지코드 새로고침
0/200

관련 기사

더보기

최신 기사

더보기