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녹내장의 병태생리에 대한 최신 지견 <1>

[정리=약학정보원 학술정보센터] 시야 테두리 부분 보이지 않아…입증된 치료법 '안압' 낮춰야

2021-11-01 05:50:55 주혜성 기자 주혜성 기자 hsjoo@kpanews.co.kr

녹내장은 전 세계적으로 비가역적인 실명을 일으키는 가장 흔한 질환으로, 대부분 질병의 후기 단계에 이르기까지 자각 증상이 없어 뒤늦게 진단되는 경우가 많다. 녹내장은 특징적으로 시신경유두 부위가 변형되면서 망막신경절세포의 퇴행이 일어나는 진행성 시신경병증으로, 시신경 손상은 시야 결손과 시력 상실을 초래한다. 녹내장의 가장 대표적인 위험 인자인 높은 안압은 직접적으로 망막신경절세포에 기계적인 손상을 일으킨다. 

그러나 안압이 정상 범위에 있는 경우에도 혈류 장애나 구조적인 취약성 등으로 인해 시신경이 손상돼 녹내장이 발생할 수 있다. 녹내장에 관여하는 여러 인자는 신경교세포의 기능 이상을 유도하며 염증 반응, 산화성 스트레스, 허혈성 손상 등의 과정을 통해 병태생리에 관여한다고 알려졌다. 본 고에서는 녹내장의 병태생리학적인 특징과 최신 지견에 대해 소개하고자 한다.

개요
외부로부터 눈에 유입된 빛은 망막(retina)의 시세포에 의해 전기 신호로 변환된 후 시신경(optic nerve)을 통해 뇌로 전달된다. 물체의 상이 맺히는 망막은 10개의 층으로 이루어진 얇은 신경층으로 시신경과 연결돼 있다. 이 중 신경절세포층(ganglion cell layer)에는 구심 시각계의 신경세포 중에 하나인 망막신경절세포(retinal ganglion cell, RGC)의 세포체(cell body)가 존재한다.

망막신경절세포의 축삭(axon)은 망막신경섬유층(retinal nerve fiber layer)에서 망막의 안쪽면을 따라 주행해 시신경유두(optic disc, optic nerve head, ONH)로 들어가 안구를 빠져나가 시신경을 형성한다.

망막은 신경교세포(glial cell)인 미세아교세포(microglia), 성상교세포(astrocyte), 뮐러세포(Muller cell)로 구성된 자가 방어 체계를 가지고 있으며 이들은 신경세포를 지지하고 보호한다.

녹내장(glaucoma)은 고안압 등으로 인해 시신경유두가 함몰되고 망막신경절세포가 점진적으로 퇴행하는 시신경병증이다. 녹내장은 특징적인 시신경의 형태학적 변형과 이로 인한 시야 결손의 기능적 이상이 나타나는 질환들을 총칭한다<그림1>.


녹내장에서 나타나는 전형적인 시야 결손은 주변 시야(peripheral vision)의 소실이다. 이 때문에 중증으로 진행하기까지 증상을 자각하지 못하는 경우가 많아 녹내장을 '소리 없는 시력 도둑'이라고도 한다. 시야의 바깥 테두리 부분이 보이지 않는 이른바 '터널 시야(tunnel vision)'가 나타나며 '빨대로 보는 듯하다'라고 표현하기도 한다.

녹내장에서는 이 같은 시력의 소실뿐만 아니라 대비감도, 색 변별력도 감소하며 흐릿함, 혼탁 등의 증상 또한 호소하게 된다. 시야에 보이지 않는 부분(암점)이 나타나고 깊어지면서 양측성으로 진행돼 비가역적인 실명에 이를 수 있으며, 녹내장 환자의 약 10%에서 양쪽 눈이 실명됐다고 보고됐다<그림2>.


녹내장의 분류
방수(aqueous humor)는 홍채 뒤의 공간(후방)에 위치한 섬모체(ciliary body)에서 생성돼 홍채 앞뒤의 공간(전방 및 후방)을 채우는 투명한 수용성 체액이다. 

방수는 적절한 안구의 내압(안압, intraocular pressure, IOP)을 유지하고 안구 내 조직의 생리적 기능과 대사적 항상성을 유지하는데 중요하다. 안압은 방수가 나타내는 압력으로 안구에서 방수의 생성량과 배출량 사이의 균형에 의해 결정된다. 녹내장에서 안압 상승은 방수 생성의 증가보다는 주로 방수
의 배출이 비정상적으로 감소하면서 발생한다.

방수는 홍채와 각막 사이의 틈새인 전방각(iridocorneal angle)에 위치한 두 개의 유출로를 통해 안구로부터 배출된다. 안방수의 70% 이상은 주 배출로인 섬유주 유출로(섬유주쉴렘관 유출로, trabecular meshwork pathway)로, 약 30%는 부 배출로인 포도막공막 유출로(uveoscleral pathway)로 배출된다.

녹내장은 전방각의 방수 유출로가 해부학적으로 개방됐는지 여부에 따라 개방각 녹내장(open-angle glaucoma)과 폐쇄각 녹내장(closed-angle glaucoma)으로 구분될 수 있다<그림3>.


△개방각 녹내장
개방각 녹내장의 전방각은 해부학적으로 개방돼 있으며, 대부분 원발성 개방각 녹내장으로 안압 상승을 유발하는 뚜렷한 안과적 또는 전신적 원인 질환 없이 서서히 진행된다.

개방각 녹내장에서는 주로 섬유주 유출로의 저항이 증가해 섬유주 경로를 통한 방수 배출이 감소하면서 안압이 상승한다.

△폐쇄각 녹내장
폐쇄각 녹내장의 경우 홍채, 수정체, 후방 조직 등의 구조적인 장애로 인해 전방각이 막혀 방수의 유출이 차단돼 안압이 상승한다. 주로 홍채의 유착이나 동공 차단(pupillary block)으로 유출로가 폐쇄되며, 후방에서 전방으로의 방수 흐름에도 문제가 발생한다.

급성 폐쇄각 녹내장은 급격한 안압 상승을 일으켜 갑작스런 시력 저하, 두통, 안구 통증, 구역·구토 등을 유발할 수 있다.

녹내장의 병태생리학적 기전
안압은 녹내장의 위험 인자 중에서 조절 가능한 유일한 인자로, 녹내장의 입증된 치료법은 안압을 낮추는 것이다. 그러나 안압이 정상 범위 내에 있더라도 사상판(lamina cribosa)의 두께가 얇거나 취약한 구조를 갖는 경우 시신경유두가 쉽게 변형되고 시신경이 손상돼 녹내장이 발생할 수 있다. 또한 사상판에 혈액을 공급하는 동맥의 자가 조절 능력에 이상이 있거나 시신경유두의 허혈과 조직의 혈류 장애가 있는 경우에도 정상안압 녹내장이 발생할 수 있다.

녹내장에서 시신경 손상이 발생하는 기전으로는 안압에 의한 손상, 허혈 손상과 더불어 망막신경절세포 축삭의 물질 수송 장애, 신경교세포의 기능 이상, 신경 염증, 흥분 독성(excitotoxicity), 산화성 스트레스 등이 관련된다고 제시되고 있다. 이 중에서 녹내장에서 특징적으로 나타나는 망막신경절세포의 사멸 기전과 최근 많이 연구되고 있는 신경 염증 및 산화성 스트레스의 역할에 대해 살펴보고자 한다.


△녹내장에서 망막신경절세포의 사멸 기전
시신경유두에서 망막신경절세포의 축삭과 망막 혈관은 사상판을 통과하며, 망막의 뮐러세포와 시신경유두에 존재하는 성상교세포 및 미세아교세포는 정상적으로 신경세포를 지지하고 있다<그림4A>.

안압이 증가하면 망막신경절세포에 스트레스가 가해지며 신경교세포가 활성화된다. 높은 안압은 TNF-α 등과 같은 세포 손상을 매개하는 물질의 생성을 자극함으로써 사상판 부위에서 망막신경절세포의 축삭을 손상시키게 된다<그림4B>.

축삭이 손상된 망막신경절세포는 사멸하게 되며, 그 결과 망막신경섬유층의 두께는 얇아진다. 축삭이 지나가는 사상판은 변형되고 시신경유두는 함몰된다<그림4C>. 진행된 녹내장에서는 세포자멸사와 신경 염증으로 대부분의 망막신경절세포와 축삭이 손상되면서 사상판은 더 얇아지고 휘어지며 시신경유두의 함몰이 심해진다<그림4D>. 이처럼 높은 안압은 구조적으로 취약한 시신경유두에 영향을 미쳐 시신경을 소실시킴으로써 녹내장을 유발한다.


녹내장에서 망막신경절세포가 사멸되는 분자생물학적 기전으로는 망막신경절세포 축삭을 통한 물질 수송의 장애, 미세아교세포(microglia)의 활성화, 대사성 스트레스의 증가, 국소 부위의 허혈, 소포체 스트레스(ER stress) 등이 제시됐다<그림5A>.

일례로 사상판에 압력이 증가하거나 신경절유두가 손상되면 신경세포의 축삭을 통한 정상적인 신경영양인자의 수송이 저해될 수 있다. 이는 세포의 항상성에 필요한 인자들의 결핍을 초래해 망막신경절세포의 사멸을 일으킴으로써 시력 손실을 초래하게 된다<그림5B>. 또한 사상판 내부를 지나가는 혈관이 압박됨으로써 국소 부위에 허혈성 손상이 발생하게 된다.

실제로 고안압증 환자를 대상으로 한 전향적 연구(Ocular Hypertension Treatment Study)에 따르면, 안압을 20% 낮추었을 때 개방각 녹내장으로의 진행 위험이 대조군과 비교해 절반 정도로 낮아진다고 보고됐다.

정상안압 녹내장 환자를 대상으로 한 다른 연구에서는 안압 강하 치료 시 12%에서만 질환이 진행된 반면, 안압 강하 치료를 하지 않은 경우 35%에서 녹내장이 진행된 것으로 나타났다.

따라서 우리나라 녹내장의 대부분을 차지하는 정상안압 녹내장에서도 안압 관리가 중요하며 안압 조절이 녹내장의 진행을 막는 가장 효과적인 치료임을 알 수 있다. <다음호에 계속>

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