골연화증, 골다공증과 영양관리

목차

• 골격의 구조와 기능
• 골연화증
• 골다공증

1. 골격의 구조와 기능

 

1) 구성

뼈는 뼈세포와 무기질이 합쳐져서 만들어집니다. 35%는 유기성분으로 이루어져 있으며, 65%는 무기성분으로 이루어져 있습니다. 유기성분으로는 비타민 C와 구리가 구성성분이 되는 콜라겐이 90%, 프로테오글리칸, 글리코프로테인, 오스테오칼신 등의 비콜라겐 단백질이 10%를 차지합니다. 무기성분의 경우 수산화인회석이 주를 이루고 있습니다. 우선, 체내 칼슘(90%), 인(85%), 마그네슘(66%)의 대부분이 뼈를 구성하고 있습니다. 또한 불소, 나트륨, 리튬, 구리, 아연 등의 미량무기질도 함유하고 있습니다.

 

2) 구조

골격은 치밀골과 해면골로 구성되어 있으며, 각각 뼈 질량의 75%와 25%를 차지합니다. 해면골은 단단한 스펀지처럼 연결된 망상구조를 가지고 있는데, 골수와 혈관이 지날 수 있도록 공간을 확보하는 구조이며, 치밀골을 지탱하면서 활발하게 대사를 수행합니다.

 

3) 골격의 형성

해면골은 조골세포와 파골세포, 골세포로 구성되어 있습니다. 조골세포는 새로운 뼈를 형성하는 세포이며, 콜라겐을 합성하는 역할도 합니다. 파골세포의 경우 뼈 외벽에 존재하며, 산, 효소를 방출해 뼈를 용출시킵니다. 골세포의 경우, 조골세포의 무기질화를 담당하며, 뼈세포의 대부분을 구성하고, 혈액으로부터 칼슘을 흡수하거나 다시 용출시키는 역할을 담당합니다. 

 

4) 지속적인 유지와 형성

뼈를 보았을 때 단단하며, 전혀 변하지 않을 것처럼 보이지만 우리 몸속에서 지속적으로 형성, 분해, 재생의 과정이 반복되고 있습니다. 파골세포가 낡은 뼈를 용해하는 골흡수기, 조골세포가 새로운 골기질을 만들고, 그 안을 무기질화 시키는 역전기, 골형성기를 거쳐 휴식기를 거치게 됩니다. 이러한 과정을 뼈의 재형성이라고 합니다. 따라서 몸이 급속하게 커지는 성장기에는 뼈를 용해시키는 파골세포보다 만드는 역할을 하는 조골세포의 활성이 더 커서 더 많은 뼈를 형성할 수 있습니다. 하지만 중년 이후에는 파골세포가 조골세포보다 더 활성화되어 뼈의 25% 정도가 소실됩니다. 특히 여성의 경우 에스트로겐 호르몬이 파골 세포의 작용을 저해하지만 폐경이 되면 첫 5~7년간 20% 정도가 더 소실됩니다. 따라서 여성에게 뼈 건강은 더 많은 관심이 요구됩니다. 

5) 골격대사와 관련된 호르몬과 그 역할 

우선 부갑상선 호르몬은 혈중 칼슘 농도가 저하되었을 때 분비되어, 신장에서 1,25(OH)2D3의 합성을 촉진시키고, 이로 인해 뼈의 재흡수, 신장에서 칼슘의 흡수를 촉진시키고, 인의 재흡수를 감소시킵니다. 비타민 D는 소장에서 칼슘과 인의 흡수를 증가시키며, 뼈의 재흡수를 증가시키고, 신장에서 인의 재흡수를 증가시킵니다. 칼시토닌은 혈중의 칼슘농도가 정상치보다 높을 때 합성이 증가되며, 파골세포에 의한 뼈의 재흡수를 감소시키고 신장에서 인의 재흡수를 감소시켜, 뼈의 무기질화를 촉진시킵니다. 여성호르몬인 에스트로겐은 부족할 경우 뼈에서 칼슘을 용출시켜 골다공증을 유발할 수 있습니다. 성장호르몬의 경우 연골과 콜라겐 합성을 자극하고, 1,25(OH)2D3의 생성과 칼슘 흡수를 증가시키는 역할을 합니다. 따라서 과잉 분비 시 거대증, 거인증이 발생될 수 있고, 부족 시 어린이에서 왜소 발육증이 유발될 수 있습니다. 갑상선호르몬의 경우 뼈의 재흡수를 촉진시키며 부족할 경우 어린이에게 성장지연이 나타날 수 있으며, 어른의 경우 뼈의 전환율이 감소됩니다. 인슐린도 뼈 대사에 영향을 줄 수 있는데, 조골세포에 의한 콜라겐 합성을 촉진하고, 부족 시 성장이나 골질량을 저하시킬 수 있습니다. 

 

 

2. 골연화증

골연화증은 비타민 D가 결핍되거나 대사에 이상이 발생하였을 때 발생하는 질환이며 골다공증과 함께 나타날 수도 있습니다. 보통 혈청 칼슘은 낮거나 정상이며 혈중 부갑상선 호르몬 수치는 증가한 상태를 보이며, 혈청 25(OH)D3 농도는 매우 낮습니다. 따라서 이와 같은 비정상적 기전은 뼈의 미네랄화가 감소되는 환경을 만듭니다. 증상으로는 뼈의 통증이 발생하고, 척추가 휘어지는 현상이 나타납니다. 비타민 D를 충분히 섭취하지 않았다거나 흡수불량, 일광부족으로 인해 비타민 D가 결핍되는 경우가 있으며 주로 아시아 사람들이나 장절제한 환자, 노인환자에게서 나타납니다. 25(OH)D3는 대사가 발생되는 곳이 간이므로 간질환을 가지고 있는 사람의 경우 결손이 발생할 수 있습니다. 1,25(OH)D3는 보통 신장에서 생성되므로 신장기능이 제대로 되지 않을 때 결손이 발생되는 경우가 많습니다. 또한 세뇨관의 재흡수 감소로 인해 혈중 인(P)의 수준이 낮을 때도 발생할 수 있습니다. 

1) 골연화증과 식이요법 

골연화증은 보통 비타민 D 결핍이나 대사이상으로 인해 뼈의 석회화에 문제가 생긴 경우이며, 골다공증과 함께 나타날 수도 있습니다. 장 수술 등 영양소 흡수를 저해하는 수술이나, 비타민 D의 흡수나 합성을 감소시키는 질병에 의해서도 2차적으로 발생할 수 있습니다. 증상으로는 뼈에 통증이 생기거나 사지의 통증이 오며, 척추가 휘어지고, 혈중 부갑상선 호르몬 수치나 알칼리 인산효소의 수치가 증가되어 있는 경우가 많습니다. 회복을 위해서는 일광욕을 충분히 하고, 활성형 비타민 D와 칼슘이 함께 함유된 보충제를 섭취하며, 비타민 D 함유식품을 섭취하도록 합니다. 

2) 비타민 D급원식품 

비타민 D의 급원식품은 무엇이 있을까요? 연어, 고등어, 참치에 비타민 D가 많이 함유되어 있고, 계란, 치즈 또는 비타민 D강화우유에도 많이 함유되어 있습니다. 

 

3. 골다공증 

골질량이 적절하게 유지되지 않으면 제일 먼저 골감소증 상태가 됩니다. 이후 뼈 손실이 두드러지거나 강도가 약화되어 골절이 일어날 때 골다공증이라 일컫게 됩니다. 골다공증이 질병으로 나타나기까지는 많은 시간이 걸립니다. 골다공증에 걸린 경우 정상에 비해 해면골이 훨씬 많이 감소되는데 이 때문에 지지대 역할이 약해져 골절위험이 증가됩니다. 척주후만증은 척추 뼈가 손실되어 척추를 압착시켜 키가 줄어든 상태를 말합니다. 나이에 따른 뼈의 변화를 살펴보았을 때, 남성과 여성의 뼈가 30세 경에 최대 골질량에 이르지만 여성의 경우 뼈의 양이 남성에 비해 상대적으로 적고, 50세쯤 폐경기에 도달하면 골질량이 급격히 감소하여 60세 경이되면 골절이 발생하기 쉬운 골절역치에 이르게 됩니다. 반면 남성의 경우에는 90세 경에 골절역치에 도달하게 됩니다. 초기 골다공증을 진단하기 위해서는 신장(키)의 변화를 주시해야 합니다.

1) 골다공증의 발병기전

우리 몸은 혈액 내 칼슘농도를 일정하게 유지하려는 항상성이 존재합니다. 따라서 혈액 중 칼슘 농도가 낮을 경우, 부갑상선 호르몬의 생성이 증가하며, 이로 인해 뼈로부터 칼슘과 인이 용출되어 혈중 칼슘을 정상 수준으로 유지합니다. 또한 부갑상선 호르몬이 분비되면서 신장에서 칼슘 배설을 감소시키고, 칼슘 흡수를 촉진시키는 1,25(OH)2비타민 D3 합성을 증가시키며, 소장에서 칼슘 흡수도 증가시켜 칼슘의 농도를 정상으로 유지시키게 됩니다. 반면 혈액 중 칼슘의 농도가 너무 높다면, 칼시토닌의 합성이 증가되어 뼈로 칼슘 축적을 증가시켜 혈액 중 칼슘의 수준을 정상으로 유지시킵니다. 하지만, 혈중 에스트로겐과 비타민 D의 농도가 낮아지면 부갑상선 호르본 분비가 증가하며, 혈중 칼슘 농도를 유지하기 위해
뼈에서 칼슘이 계속 용출됩니다. 이러한 과정을 통해 골질량이 낮아지며, 골다공증이 발생하게 됩니다.

2) 골다공증의 구분

골다공증은 일차성과 이차성으로 구분되는데, 일차성의 경우, 퇴화성 골다공증과 특발성 골다공증으로 다시 나뉩니다. 퇴화성 골다공증은 제1형은 갱년기 여성의 폐경으로 인한 골다공증을, 제2형은 노화로 인한 칼슘부족으로 인한 골다공증을 의미합니다. 특발성 골다공증의 경우 원인이 알려져 있지 않으며, 치료 없이도 4-5년 내에 회복되는 경우가 있습니다. 

2차성 골다공증의 경우는 다른 질환에 의한 영향으로 골다공증이 발생되는 경우를 말하는데, 내분비 질환, 위장관 질환, 알코올과 흡연, 장기적인 약물복용(부신피질 호르몬, 갑상선 호르몬, 항경련제, 항응고제 등)에 의한 골다공증을 일컫습니다.

 

3) 골다공증 골절의 발생기전

노화, 폐경 등으로 인해 성호르몬이 감소하거나, 뼈의 교체율이 증가되어 뼈의 감소량이 증가된 경우가 있으며, 부모나 형제 중에서 골다공증을 앓았던 가족력이 있거나 또는 빈약한 체격, 에스트로겐 결핍, 무월경이 초래된 여성, 60세 이상의 여성, 난소 절제술을 받은 여성에게서 발생위험이 높습니다. 또한 흡연은 직접적으로 뼈에 독성을 미치고, 뼈 대사에 관련된 영양소 흡수에 영향을 줍니다. 또한 칼슘이나 비타민 D의 섭취가 부족하거나, 알코올을 과다하게 섭취하는 경우, 신체활동이 부족하거나 경화성 섬유증, 거식증, 장염 등 영양소 흡수가 안되고 배설도 많은 질병이 있는 경우, 코티졸 등 만성적인 약물 복용을 하는 사람의 경우 뼈 감소량이 증가됩니다. 따라서 뼈의 질이 저하되고, 낮은 골밀도를 갖게 되어, 뼈의 강도가 감소되면서 골절이 발생됩니다. 골절은 척추나 대퇴골(고관절), 손목에서 주로 발생합니다. 

 

4) 골다공증의 영양관리 

골격 건강에 관여하는 영양소를 우선 살펴보면, 단백질의 경우 뼈 건강에 필수적이고, 부족하면 성장기에 골밀도 형성에 문제가 발생할 수 있으며, 골밀도 유지가 어려워지므로 잘 섭취해야 합니다. 칼슘과 인 또한 뼈의 주요한 성분인 수산화인회석의 구성성분으로 칼슘과 인의 비율이 1:2-2:1일 때 골격형성이 됩니다. 오스테오칼신(뼈 단백질)의 대사에 관여하는 비타민K와 칼슘과 인의 항상성 유지에 관여하는 비타민 D 또한 필수적인 영양소라 할 수 있습니다. 마그네슘은 골격, 치아의 구성성분으로 뼈의 강도를 유지하고, 아연과 구리는 콜라겐 합성, 미네랄화에 필요한 효소이며, 망간은 뼈를 구성하는 단백당(프로테오글리칸) 합성에 필요한 효소의 보조인자로서 중요한 역할을 합니다. 불소는 뼈의 미네랄화를 촉진하고, 철분은 콜라겐 합성에 필요한 효소의 보조인자로서 역할을 합니다. 그중에서도 가장 중요한 영양소는 칼슘과 비타민 D라 할 수 있는데, 한 연구에서 건강한 노인 여성에게 18개월 동안 칼슘과 비타민 D를 보충하였더니 위약을 섭취한 그룹과 비교하였을 때, 대퇴부 골절 혹은 비척추 골절의 경우 골절위험이 유의적으로 감소된 것으로 나타났습니다. 또한 다른 연구에서도 65세 이상 노인에게 칼슘과 비타민 D를 3년간 보충시켰더니 위약을 섭취한 그룹에 비해 비척추 골절의 위험이 유의적으로 감소하였습니다. 이를 통해 노년기에 칼슘, 비타민 D보충도 골절위험을 완화시키는데 도움을 줄 수 있음을 알 수 있습니다. 

 

우선, 예방을 위해 골격 형성 기간 동안 최대 골질량을 높여야 합니다. 칼슘의 섭취와 운동이 절대적으로 필요합니다. 식품을 골고루 섭취하고 규칙적인 식사를 합니다. 고칼슘 식품을 충분히 섭취하도록 하며, 하루 섭취량은 1,000-1,500mg 정도가 되도록 합니다. 지나친 단백질 섭취는 칼슘을 체외로 배출시키므로 적당량을 섭취하도록 하며, 소금과 설탕의 섭취도 줄이도록 합니다. 비타민 D를 충분히 섭취하거나 일광욕을 충분히 하도록 합니다. 과음, 흡연, 커피나 카페인, 탄산음료의 과다한 섭취를 삼가도록 합니다. 충분한 과일과 채소를 섭취하여 비타민과 무기질을 권장량 이상으로 섭취하도록 합니다. 체중을 실어주는 운동을 적극적으로 합니다. 골다공증 가족력이 있는 사람의 경우에는 40대부터 골밀도 측정을 받고, 여성은 폐경기부터 골밀도 측정을 정기적으로 받아야 합니다. 폐경 후 여성은 필요시 의사의 처방을 받아서 에스트로겐을 복용할 수 있습니다. 

 

5) 칼슘 급원식품

칼슘은 우유, 유제품, 째 먹는 생선, 해조류, 채소류, 두류에 많이 함유되어 있습니다. 노인의 경우 우유 섭취 시 유당불내증으로 소화불량이나 메스꺼움을 느끼는 경우가 있는데 '락토우유'라는 유당이 분해된 우유를 드실 경우 이런 증세 없이 우유를 드실 수 있습니다.