Re:Pathophysiological model for chronic low back pain integrating connective tissue and nervous system mechanisms

[고 인성]

Pathophysiological model for chronic low back pain integrating connective tissue and nervous system mechanisms

: 결합조직과 신경계 메카니즘을 통합하는 Chronic LBP에 대한 병태생리학적 Model.

Summary

Although chronic low back pain (cLBP) is increasingly recognized as a complex syndrome with multifactorial etiology, the pathogenic mechanisms leading to the development of chronic pain in this condition remain poorly understood.

: cLBP가 여러 병인을 가진 복합 증후군으로서 점차 인지되고 있을 지라도, 허리에서 만성통증발생으로 이끄는 발병 기전은 여전히 잘 이해되지 않은 채로 남아있다.

This article presents a new, testable patho-physiological model 'integrating connective tissue plasticity mechanisms' with several well-developed areas of research on cLBP (①pain psychology, ②postural control, ③neuro-plasticity).

: 이 논문은 기존의 cLBP에 관해 잘 연구된 몇 가지 영역(①통증심리, ②자세조정, ③신경가소성)에 ‘결합조직 가소성 기전을 통합하는’ 새롭고, 검사할 수 있는 병태생리학적 모델을 보여준다.

We hypothesize that pain-related fear leads to ①a cycle of decreased movement, ②connective tissue remodeling, ③inflammation, ④nervous system sensitization and ⑤further decreased mobility.

: 우리는 공포에 관련된 통증이 ①감소된 움직임과 ②결합조직 재구성, ③염증반응, ④신경계과민화와 ⑤더 감소된 가동성으로 이끈다고 가정한다.

In addition to providing a new, testable framework for future mechanistic studies of cLBP, the integration of connective tissue and nervous system plasticity into the model will potentially illuminate the mechanisms of a variety of treatments that may reverse these abnormalities ①by applying mechanical forces to soft tissues (e.g. physical therapy, massage, chiropractic manipulation, acupuncture), ②by changing specific movement patterns (e.g. movement therapies, yoga) or more generally by increasing activity levels (e.g. recreational exercise).

: 미래의 cLBP에 관한 역학적인 연구를 위한 새롭고, 검사가능한 체제를 제공하는 것에 부가적으로, 결합조직과 신경계가소성을 이 Model에 통합하는 것은 잠재적으로 ①연부조직에 기계적인 힘을 적용하거나, ②특정한 동작 패턴을 변화함으로써 이 변형(cLBP와 동반된 변화)들을 되돌릴 지도 모르는 다양한 치료들의 기전을 조명할 것이다.

Non-invasive measures of connective tissue remodeling may eventually become important tools to eval‎uate and follow patients with cLBP in research and clinical practice. An integrative mechanistic model incorporating behavioral and structural aspects of cLBP will strengthen the rationale for a multidisciplinary treatment approach including ①direct mechanical tissue stimulation, ②movement reeducation, ③psychosocial intervention and ④pharmacological treatment to address this common and debilitating condition.

: 결합조직을 재구성하는 비침습적인 방법들은 결과적으로 조사와 임상실제에 있어서 cLBP환자를 평가하고 따르게하는 중요한 도구가 될 것이다. cLBP의 행동과 구조적 측면을 결합하는 통합적인 기전 모델은 ①direct mechanical tissue stimulation, ②movement reeducation, ③psychosocial intervention and ④pharmacological treatment 을 포함하는 각 전문분야가 협력된 치료적 접근의 이론적 설명을 강화할 것이다.

Introduction

Despite considerable research efforts, chronic low back pain (cLBP) remains a poorly understood condition causing substantial disability, work absenteeism and health care costs [1–4]. While it is known that many patients with an episode of acute low back pain improve clinically without specific treatment, it is less clear why others progress to develop recurrent or chronic symptoms [5].

: 중요한 연구노력에도 불구하고, cLBP는 여전히 잘 이해되지 않은 상태로 많은 무능력, 장기 결근과 의료비 지출을 일으키는 원인으로 남아있다. 급성요부통증을 경험하는 많은 환자들은 임상적으로 특정한 처치 없이도 개선되는 것이 알려져 있는 반면에, 왜 어떤 사람들은 그것이 진행하여 재발성, 또는 만성적 증상이 발현하는 지에 대해서는 불명확하다.

it is generally recognized that cLBP is a dynamic, fluctuating condition with multifactorial etiology and complex pathogenesis. Historically, mechanistic models for cLBP have tended to focus on musculo-skeletal tissues, on the nervous system, or on behavior. In this paper, we propose a new, dynamic and integrative patho-physiological model for cLBP bringing together recent research on movement and neuroplasticity along with well-established connective tissue remodeling mechanisms (Fig. 1).

: cLBP는 일반적으로 다양하고 복잡한 병인론과 함께 역동적이며 변동성 있는 상태로 인식된다. 역사적으로, cLBP의 역학적 모델은 근골격조직, 신경계, 또는 행동적 측면에 초점을 맞춰온 경향이 있다. 이 논문에서, 우리는 움직임에 관한 최신 연구와 잘 성립된 결합조직 재구성 기전을 따른 신경가소성이론을 결합하는 새롭고, 동적이며 통합적인 cLBP에 관한 병태생리학적 모델을 제안한다.

We hypothesize that plasticity in both connective tissue and nervous systems, linked to each other via changes in motor behavior, play a key role in the natural history of cLBP, as well as the response of cLBP to treatments and placebos.

: 우리는 결합조직과 신경계 모두에서의 가소성이 운동 동작 상에서 서로를 경유하는 변화를 거쳐 결합하여, cLBP의 자연스런 병력 뿐 아니라 cLBP의 치료와 플라시보에 대한 반응의 주요한 key 역할을 한다고 가정한다.

What is already known about mechanistic factors contributing to cLBP? : cLBP에 영향을 끼치는 이미 알려진 기전적인 요소들은 무엇인가?

Tissue structural abnormalities : 조직 구조적인 변형

To date, a considerable amount of research on low back pain has focused on structural abnormalities of spine-associated tissues (e.g. disc herniation, facet joint degeneration) with emphasis on diagnostic imaging (e.g. X-ray, CT scan, MRI). However, the association between symptoms and imaging results has been consistently weak, and up to 85% of patients with low back pain cannot be given a precise patho-anatomical diagnosis using these methods [6]. This, along with the generally poor predictive value of diagnostic imaging in cLBP, and the often disappointing effects of many “lesion-specific” treatments such as intra-articular corticosteroid injections [7], has spurred research efforts toward “non-structural” psychological and behavioral aspects of cLBP, and away from tissue-pathology.

: 그러나, 증상들과 진단영상 결과들 사이의 연관성은 일관되게 약했으며, 허리 통증을 가진 환자들의 85%에 이르는 정도가 이러한 기법들을 사용하더라도 명확한 병리해부학적 진단명을 받을 수가 없었다. 이것은, cLBP의 진단영상의 일반적으로 낮은 예견성과 함께 관절내 스테로이드주사요법과 같이 많은 “병변 특이적” 기법들의 실망스런 효과를 갖는 많은 치료법들에 더하여, 허리통증에 대한 연구가 조직-병리를 떠나 비구조적인 심리적, 행동적 측면에서 주로 이루어지도록 했다.

Psychological factors : 심리적인 요소들

A number of studies [8–10] have reported that, in patients with acute or subacute low back pain, measures of emotional distress are associated with the future development of chronic pain and disability. Psychosocial factors potentially contributing to emotional distress in patients with cLBP include job dissatisfaction, poor social support and the influence of pain-related behavior on work and family dynamics [11,12]. A key component of pain-related behavior is fear of pain with consequent decrease in physical activity [13,14]. While rest may be initially important in the face of acute low back injury (e.g. disc herniation, muscle sprain), it is increasingly recognized that timely resumption of physical activity is critical to successful rehabilitation [15]. However, after an episode of acute low back pain, patients often remain sedentary because of fear that movement will cause pain. Such behavior is particularly detrimental since decreased recreational activity leads to deconditioning, which further impacts emotional well being [16,17].

: 많은 수의 연구들이 급성 또는 아급성의 LBP를 호소하는 환자들에게서, 심적인 고통의 정도가 미래의 만성적 통증 및 장애에 연관되는 것으로 보고하고 있다. cLBP 환자들의 심적인 고통에 대해 잠재적으로 기여하는 심리사회적 요인들은 직업에 대한 불만족, 빈약한 사회적 지지와 직장과 가족 관계에서 통증과 관련되는 동작의 작용을 포함한다. 통증과 관련된 동작의 중요한 구성요소는 육체적 활동 감소의 결과와 동반되는 통증에 대한 두려움이다. 비록 휴식이 급성 허리 손상 시기에의 처음에 중요할지 모르지만, 때맞춘 육체적 활동의 재개가 성공적인 재활에는 결정적일 수 있다는 점점 증가하여 인식되고 있다. 그러나 급성요부통증의 발현 후에, 환자들은 움직임이 통증을 일으킬 것이라는 두려움 때문에 종종 앉은 채로 지낸다. 이러한 행동은 특히 해로운데, 왜냐하면 감소된 휴양하는 식의 활동이 좋지 않은 상태로 이끌 수가 있고, 더욱이 감정적인 안정에 나쁜 영향을 미치기 때문이다.

Movement pattern abnormalities : 움직인 패턴 변형

A growing body of evidence supports the notion that both pain and fear affect not only how much, but also how patients with cLBP actually move. ①Abnormal trunk muscle activity during postural perturbation, ②impaired control of trunk and hip during arm movements and ③abnormal postural compensation for respiration all have been documented in cLBP [18–-21]. Several models have been proposed to explain such abnormal movement patterns including the “pain-spasm-pain” model (reflex sustained co-contraction of agonists and antagonist muscles) [22] and “pain adaptation” (slowing and decreased range of motion due to selective increased activation of antagonists) [23]. Although it has been proposed that altered muscle activation patterns in cLBP can stabilize the spine during movement, thus preventing further injuries, this adaptation comes at the cost of a limited range of motion [24].

: 늘어나는 신체에 대한 증거는 통증과 두려움이 얼마나 많이 영향을 끼치는지 뿐만 아니라, 만성요통이 있는 환자들이 실제로 어떻게 움직이는 지에 대해도 영향을 끼친다는 생각을 뒷받침한다. cLBP에서 체위가 불안정할 때 비정상적인 체간 근육의 움직임과 팔이 움직일 동안 체간과 골반의 불안정한 조절과 호흡을 위한 비정상적인 체위보상은 모두 연구되어졌다. “pain-spasm-pain” model(주동근과 길항근이 동시 수축하여 유지되는 반사)과 ②“pain adaptation”(선택적으로 증가된 길항근 활성에 의한 느리고 감소된 ROM)을 포함하는 몇 가지 모델이 그러한 비정상적인 동작패턴을 설명하기 위하여 제시되어왔다. 비록 cLBP 환자의 변화된 근육활성패턴들이 이와같이 추가적 손상을 막기 위해 움직이는 동안 척추를 안정화할 수 있다는 의견이 제안되었다 할지라도, 이런 적응은 제한된 ROM이란 댓가를 지불하게 된다.

Recent experiments in addition suggest that, in normal individuals, fear of pain by itself can cause altered trunk muscle activation patterns during limb movement that resembles those observed in patients with cLBP [25]. Both experimental back pain (painful cutaneous electrical stimulation) and anticipation of pain (without electrical stimulation) caused increased activity and co-contraction of superficial muscles along with delayed or decreased activation of deep muscles. Thus, patients with cLBP appear to have a constellation of motion-limiting muscle activation patterns that may be initiated or aggravated by emotional factors.

부가로 최근의 연구들은 사지를 움직이는 동안 절로 발생된 통증에 대한 공포는 정상적인 사람들에게서 cLBP 환자들의 패턴에서 관찰된 것과 비슷한 변화된 체간근육활성패턴을 일으킬 수 있다는 것이 제시되었다. 통증의 경험과 통증에 대한 예감은 모두 깊은 층 근육의 지연되고 감소된 활동과 동시에 천층근육들의 증가된 활동과 동반수축을 일으켰다. 이와 같이 cLBP를 가진 환자들은 감정적 요소에의 시작되거나 강화될지도 모르는 동작을 제한시키는 근육활성 패턴들을 갖고 있는 것으로 나타났다.

Neuroplasticity and central sensitization : 신경가소성과 중추성과민화

In addition to abnormal movement patterns, patients with cLBP have been shown to have generalized augmented pain sensitivity and cortical activation patterns suggesting abnormal central pain processing [26]. Ongoing pain is associated with widespread neuroplastic changes at multiple levels within the nervous system [27–-29] including primary afferent neurons, spinal cord, brainstem, thalamus, limbic system and cortex [30–-33].

: 비정상적인 동작패턴에 더하여, cLBP를 가진 환자들은 일반화되고 증가된 통증 과민과 비정상적인 중추성 통증 처리과정을 시사하는 피질활성패턴을 가지고 있는 것으로 보여져왔다. 지속되는 통증은 일차 구심성 신경뉴런, 척수, 뇌간, 시상, 변연계와 피질을 포함하는 신경계의 다양한 차원의 만연된 신경가소적 변화와 연관되어 있다.

Recent neuro-imaging data have uncovered distinct “brain networks” involved in acute vs. chronic pain, with chronic pain specifically involving regions related to cognition and emotions [34]. Recent findings of reduced pre-frontal cortex N-acetyl aspartate levels and decreased pre-frontal and thalamic gray matter density also have been described in cLBP, compared with controls, suggesting neuronal or glial loss, possibly due to toxic effects of prolonged excitation [35,36].

: 최근의 신경-영상 자료들은 급성과 특별히 인지와 감정에 관계된 영역을 포함하는 만성통증의 구별된 “연결망들”을 밝히고 있다. 감소된 전전두엽피질의 N-acetyl aspartate 수준과 감소된 전전두엽 및 시상회색질의 밀도에 대한 최신 발견들은 또한 cLBP에서도 묘사되고 있는데, 대조군과 비교하여 신경세포 및 신경교세포의 손실을 보이며, 그것은 오래된 흥분의 독성효과 때문으로 보인다.

At the level of the somato-sensory cortex, functional reorganization of somato-sensory areas has been documented in chronic pain [37]. In patients with cLBP, magneto-encephalo-graphy assessment of cortical activation during painful stimuli showed a shift and expansion of the cortical area representing the low back towards the leg [38]. Pronounced shifts in motor cortical activation patterns during movement in patients with phantom limb pain (but not in pain-free amputees) also suggests that neuroplastic changes during chronic pain may involve motor as well as sensory cortical reorganization [39]. Indeed, current models increasingly view chronic pain as a multisystem output, the ‘'‘'pain neuro-matrix’'’' including both sensory and motor components [40–-42].

: 운동-감각 피질의 수준에서 운동-감각 영역의 기능적인 재조직화는 만성통증의 영역에서 증명되고 있다. cLBP환자에게 통증을 일으키는 자극을 주었을 때의 피질활성상태에 대한 자기-뇌-영상 평가는 이동과 허리에 해당하는 피질영역의 다리 쪽으로의 확장을 보여준다. 환지통을 가진 환자가 움직이는 동안의 운동피질활성패턴에서의 표시된 이동은 또한 신경가소적 변화가 만성통증이 있는 동안 감각영역 뿐아니라 운동영역에서의 재조직화를 포함할 수도 있다는 것을 제시한다.

Proposed role of connective tissue remodeling in cLBP : cLBP에서 제시된 결합조직 재구성의 역할

We hypothesize that connective tissue remodeling occurs in cLBP as a result of emotional, behavioral and motor dysfunction. We further hypothesize that increased connective tissue stiffness due to fibrosis is an important link in the pathogenic mechanism leading to chronicity of pain, fear-avoidance and further movement impairment.

: 우리는 결합조직 재구성이 cLBP 환자에게서 감정적, 행동적 그리고 운동성 기능장애의 결과로 발생한다고 가정한다. 우리는 부가로 섬유화로 인한 증가된 결합조직의 경직이 통증의 만성화, 공포회피와 나아가 움직임장애로 이끄는 병리적 기전에 있어서 중요한 연결고리라고 가정한다.

Effect of mechanical stress on connective tissue : 결합조직에 가해지는 역학적 부하의 효과

Abnormal movement patterns can have important influences on the connective tissues that surround and infiltrate muscles. A hallmark of connective tissue is its plasticity or “remodeling” in response to varying levels of mechanical stress [43]. Both increased stress due to overuse, repetitive movement and/or hypermobility, and decreased stress due to immobilization or hypomobility can cause changes in connective tissue [44,45]. A chronic, local increase in stress can lead to microinjury and inflammation (overuse injury, cumulative trauma disorder) [46–-48]. A consistent absence of stress, on the other hand, leads to connective tissue atrophy, architectural disorganization, fibrosis, adhesions and contractures [49–-53]. Factors influencing whether atrophy or fibrosis predominates during stress deprivation include the concurrent presence of inflammation, tissue hypo-oxygenation and cytokines such as TGFb-1 that promote fibrosis [54,55]. Fibrosis therefore can be the direct result of hypo-mobility or the indirect result of hyper-mobility via injury and inflammation.

: 비정상적인 운동패턴은 근육을 둘러싸며 포함되어 있는 결합조직에 중요한 영향을 미칠 수 있다. 결합조직의 hallmark증명?는 다양한 수준의 역학적 부하에 대한 반응으로서 그것의 가소성이나 “재구성”됨을 말한다. 과사용, 반복된 움직임, 과도한 움직임에 의한 증가된 부하나 고정 또는 과소 움직임에 의한 감소된 부하는 모두 미세손상과 염증으로 진행될 수 있다. 다른 한편 지속되는 부하의 부재는 결합조직의 위축, 구조적인 비조직화, 섬유화, 유착과 구축으로 이끈다. 부하가 제거된 동안의 위축 또는 섬유화가 되게하는 것에 영향을 미치는 요인은 동반되는 염증, 조직의 저산소와 섬유화를 촉진하는 TGFb-1과 같은 사이토카인의 존재등이 있다. 섬유화는 그러므로 저운동성의 직접적인 결과일 수 있거나 손상이나 염증을 경유하는 과도한 운동성의 간접적인 결과일 수 있다.

Connective tissue/muscle interactions : 결합조직/근육 상호작용들

In muscle, plasticity of perimuscular and intramuscular connective tissue plays an important role in how muscle responds to mechanical stress. It has been shown, for example, that during the early phase of immobilization, loss of muscle length is primarily due to shortening of muscle-associated connective tissue, which is only later followed by actual shortening of muscle fibers [56]. The poorly understood phenomena of “myofascial trigger points”, “taut muscle bands” and “muscle spasm” also may contribute to connective tissue remodeling and fibrosis. Although there is some controversy as to the definition and nature of these entities, and whether or not they are related to each other [57–-59], decreased tissue pH and increased levels of inflammatory cytokines were recently reported in myofascial trigger points in the presence of pain [60].

: 근육에서 근육주위와 근육내 결합조직의 가소성은 근육이 역학적 부하에 대해 어떻게 반응하는 가에 있어서 중요한 역할을 한다. 예를 들면 고정의 초기시기동안, 근육 길이의 감소는 주로 결합조직과 관련된 근육의 단축에 의하며, 그리고 나중에야 근섬유의 실제적인 단축이 뒤따른다. 불충분하게 연구된 현상인 “MrTP", "taut muscle band" "Muscle spasm"은 또한 결합조직 재구성과 섬유화에 기여할지도 모른다. 비록 이것들의 정의와 실체에 대한 어느 정도의 논쟁이 있더라도, 그것들이 서로 관련되어 있는지 없는지와는 상관없이, 감소된 조직 pH와 증가된 염증성 사이토카인의 수준은 통증이 존재하는 MrTP에서 보고되었다.

Thus, the presence of painful muscle contraction or tender foci within perimuscular fascia may add to the factors promoting hypo-mobility and tissue fibrosis. Regardless of its original cause, connective tissue fibrosis is detrimental, as it leads to increased tissue stiffness and further movement impairment.

: 이와같이, 근육주위 막 안의 통증이 있는 근육의 수축 또는 압통점의 존재는 저운동성과 조직 섬유화를 촉진하는 요소들을 더할지도 모른다. 그것의 원래 원인에도 불구하고 결합조직 섬유화는 해로우며, 증가되는 조직경직과 더나아가 운동장애로 이끈다.

Effect of connective tissue pathology on sensory afferent modulation : 감각구심성 조절 상 결합조직 병리의 효과

Tissue micro-injury, inflammation and fibrosis not only can change the biomechanics of soft tissue (e.g. increased stiffness) but also can profoundly alter the sensory input arising from the affected tissues. Connective tissue is richly innervated with mechanosensory and nociceptive neurons [61]. Modulation of nociceptor activity has been shown to occur in response to changes in the innervated tissue. Tissue levels of protons, inflammatory mediators (prostaglandins, bradykinin), growth factors (NGFs) and hormones (adrenaline) [30,62,63] all have been shown to influence sensory input to the nervous system.

: 조직미세손상, 염증 그리고 섬유화는 연부조직의 생체역학을 바꿀 뿐 아니라, 영향을 받은 조직으로부터 발생하여 올라오는 감각입력신호를 깊게 바꿀 수 있다. 결합조직은 기계감각과 유해자극감각세포들에 의해 충분하게 지배받고 있다. 유해자극활동의 조절은 지배된 조직의 변화에 대한 반응에 의해 일어나는 것으로 알려져 왔다. 조직의 양자 수준(pH), 염증매개물질(PG,BKinin), 성장인자(NGFs)와 호르몬(아드레날린)들은 모두 신경계로의 감각입력신호에 영향을 미치는 것으로 보여져 왔다.

Conversely, nociceptor activation has been shown to modify the innervated tissue. Release of Substance P from sensory C-fibers in the skin can enhance the production of histamine and cytokines from mast cells, monocytes and endothelial cells [64,65]. Increased TGFb-1 production, stimulated by tissue injury and histamine release, is a powerful driver of fibroblast collagen synthesis and tissue fibrosis [54,66,67]. Thus, activation of nociceptors by itself can contribute to the development or worsening of fibrosis and inflammation, causing even more tissue stiffness and movement impairment.

: 역으로, 유해감각기 활성은 신경지배된 조직을 수정하는 것으로 보여져왔다. 피부에 있는 감각신경C의 Substance P 방출은 비만 세포, 단핵구, 내피세포로부터의 히스타민과 사이토카인 생산을 향상시킬 수 있다. 증가된 TGFb-1생산은 조직손상과 히스타민에 의해 자극되는데 이것은 섬유모세포 콜라겐 합성과 조직 섬유화의 강력한 유도인자이다. 이와같이 자체에서 발생한 유해감각기의 활성은 섬유화와 염증을 발전시키거나 악화시키는데 기여할 수 있고, 조직경직과 운동장애를 일으킬 수 있다.

Connective tissue remodeling and low back pain : 결합조직 재구성과 요통

We propose that, in patients with cLBP, connective tissue fibrosis can occur in the lower back due to one or several of the following factors: (1) decreased activity, (2) changes in muscle activation patterns causing muscle co-contraction, muscle spasm or tissue micro-trauma and (3) neurally-mediated inflammation.

: 우리는 결합조직 섬유화가 따르는 요인들 중 하나 또는 몇가지에 의해 허리 아래에서 만성 통증을 일으킬 수 있다는 점을 제시한다. (1) 감소된 활동, (2) 근육동시수축, 근육강직 또는 조직 미세손상을 일으키는 근활성패턴의 변화, (3) 신경적으로 매개된 염증.

To date, there is a paucity of published research devoted to connective tissue in relation to low back pain, reflecting the overall lack of attention to unspecialized “loose” connective tissue and fasciae compared with specialized connective tissues such as cartilage. We hypothesize that connective tissue remodeling may play an important role in the patho-physiology of LBP because (1) plasticity in response to changing mechanical loads is one of connective tissue’'s fundamental properties and (2) pathological remodeling (fibrosis) due to changes in tissue movement is well documented in other types of connective tissues (e.g. ligaments, joint capsules).

지금까지, 요통과 결합조직의 관련을 주제로 발표된 연구는 소수이고, 연골과 같이 특수화된 결합조직과 비교하여, 특수화되지 않은 헐거운 결합조직과 근막들에 주의를 기울인 것이 전혀 없다는 점이 이를 반영한다. 우리는 (1) 역학적인 부하의 변화에 반응하는 가소성이 결합조직의 기초적인 성질이며 (2) 조직움직임 상에서의 변화로 인한 병리적 재구성(섬유화)이 다른 종류의 결합조직에 대해 잘 연구되었기 때문에, 결합조직 재구성이 요통의 병태생리학상 중요한 역할을 할지도 모른다고 주장하다.

Dynamic pathophysiological model linking sensory, motor and emotional components of LBP with connective tissue plasticity : 결합조직 가소성을 고려하여 요통환자의 감각, 운동, 감정적 요소를 연결하는 역동적인 병태생리학적 모델

Most episodes of acute low back pain resolve, allowing resumption of normal activities. We propose that, in contrast, patients who develop fear of movement in response to the acute pain episode will be more likely to develop cLBP. In our patho-physiological model, this progression to cLBP first involves changes in the amount and pattern of movements leading to connective tissue remodeling and locally increased tissue stiffness. Peripheral and central nervous system sensitization will then contribute to tissue inflammation, emotional distress, pain-related fear and decreased movement. Additional psychosocial factors such as family dysfunction, secondary gain, job dissatisfaction and litigation can further contribute to decreased physical activity and to the vicious cycle illustrated in Figs. 1 and 2.

: 대부분의 급성 요통의 상태가 나으면, 정상적인 활동의 재개가 따른다. 대조적으로 우리는 급성통증상태에서 일어나는 반응으로서 움직임에 대한 두려움을 가지게된 환자들이 cLBP가 더 잘 발생하는 경향이 있을 것이라고 주장한다. 우리의 병태생리학적 모델에서, 이 cLBP로의 진행은 처음에는 많은 변화와 결합조직 재구성과 국소적으로 증가된 조직 경직으로 이끄는 운동패턴을 포함한다. 말초와 중추신경계 과민화는 조직염증, 감정적 문제, 통증관련한 두려움과 감소된 움직임에 기여할 것이다. 더 나아가 가족문제, 이차적 이득, 직업 불만족, 소송과 같은 부가적인 심리-사회적 요인들은 감소된 육체적활동과 그림 1.과 2에 그려진 악순환에 기여할 수 있다.

In both connective tissue and nervous system, plasticity responses are characterized by changes over time and the potential for reversibility. The mechanism presented in this paper is compatible with the complex natural history of low back pain including temporal variability (i.e. waxing and waning of symptoms and disability in recurrent low back pain) and potential for “feed-forward” acute exacerbation of symptoms (i.e. acute flare up). An acute flare-up of pain may be triggered by any situation causing locally increased inflammatory cytokines, decreased tissue pH or oxygen content. In fibrosed connective tissue and muscle, blood and lymphatic flow may be chronically compromised by the disorganized tissue architecture and thus vulnerable to unusual muscle activity (e.g. beginning a new work activity or sport), or to conditions causing further decrease in perfusion such as prolonged sitting.

: 결합조직과 신경계 모두에서, 가소적인 반응이란 시간을 거슬러 역으로 바뀔 수 있는 가능성이다. 이 조사논문에서 보여주는 기전은 시간에 따른 다양성(재발하는 요통에서 증후와 장애의 증감함)과 증후의 양성피드백 성격의 급성 악화 가능성(급성 염증)을 포함하여 요통의 복잡한 자연적인 질병 병력을 설명하는데 적합하다. 통증의 급성적 발병은 국소적으로 증가된 염증성 사이토카인, 감소된 조직 pH나 감소된 산소함유를 일으키는 어떤 상황에 의해 촉발될 지도 모른다. 섬유성 결합조직과 근육에서, 혈액과 림프흐름은 파괴된 조직 구조와 일반적이지 않은 근육활동에 대한 손상 또는 오랬동안 앉는 것과 같은 감소된 혈액관류을 야기하는 상황에 의해 만성적으로 저해될 지도 모른다.

Once local activation of nociceptors is initiated, peripheral and central nervous system sensitization mechanism amplify both the tissue inflammation (via release of inflammatory neurotransmitters such as Substance P) and the perceived pain, leading to distress, fear of movement etc. Each exacerbation of pain potentially leads to increased movement restriction and fibrosis, setting the patient up for more painful episodes.

: 한 번 유해수용기가 국소적으로 활성화하면, 말초 와 중추신경계 과민화 기전이 조직염증과 지각되는 통증을 증폭시키고, 이것들이 운동에 대한 걱정과 두려움으로 이끈다. 각각의 통증의 갑작스런 발생은 잠재적으로 증가된 동작제한과, 섬유화를 불러오고, 환자를 더욱 고통스런 삽화에 빠지게 한다.

The proposed model links several well-developed but separate areas of research into a comprehensive and testable model that plausibly explains why a patient with acute low back pain (e.g. due to acute back sprain) may go on to develop chronic or recurrent low back pain. By explicitly including connective tissue plasticity as part of the mechanism, the model incorporates additional factors that have not been linked mechanistically to the pathogenesis of low back pain. Testing this model will first require confirm‎ing the primary hypothesis that connective tissue fibrosis occurs in cLBP, then testing the relationship between movement, connective tissue fibrosis and persistent pain.

: 제시된 모델은 몇몇의 잘 발전되었으나, 분리된 연구의 영역들을 이해가능하고 시험할 수 있는, 그럴듯하게 급성 요통을 가진 환자들이 만성이나 재발하는 요통을 가지게 되는 이유를 설명하는 모델들로 연결한다. 명백하게 결합조직 가소성을 기전의 부분으로 포함함으로써, 이 모델은 요통의 병인학 면에서 기전적으로 연결되지 않았던 부가적인 요소들을 섞어 합친다. 이 모델을 테스트하는 것은 처음에는 결합 조직 섬유화가 만성요통에서 발생할 것이란 주된 가설을 확인하는 것을 필요로 할 것이고, 그리고 나서 움직임, 결합조직 섬유화와 지속되는 통증 사이의 관계를 시험할 것이다.

Effect of treatments and placebos : 치료와 플라세보의 효과

In addition to its role in the pathological consequences of immobility and injury, the dynamic and potentially reversible nature of connective tissue plasticity may be key to the beneficial effects of widely used physical therapy techniques as well as “alternative” treatments involving external application of mechanical forces (e.g. massage, chiropractic manipulation, acupuncture), changes in specific movement patterns (e.g. movement therapies, tai chi, yoga) or more general changes in activity levels (e.g. increased recreational exercise) (Fig. 2).

: 고정과 손상의 병리적인 결과 상 그것의 역할에 더하여, 역동적이며 잠재적으로 가역가능한 결합조직 가소성은 물리적 힘을 외부에서 적용하는 대체요법(e.g. massage, chiropractic manipulation, acupuncture)과 특정 동작패턴을 바꾸거나(e.g. movement therapies, tai chi, yoga) 활동 수준의 더 일반적인 변화들(e.g. increased recreational exercise) 뿐 아니라 널리 사용되는 물리적 치료기법 유익한 효과의 핵심일지도 모른다.

Connective tissue remodeling also may be important in the therapeutic effect of pharmacological treatments commonly used for cLBP via direct effects on tissues anti-inflammatories), reduction of muscle spasm (muscle relaxants) and/or pain-induced fear of movement (analgesics, anxiolytics). The effect of placebos in cLBP also may involve decreased fear of pain with consequent increased physical activity and beneficial connective tissue remodeling effects. Improving our understanding of therapeutic mechanisms is key to developing more effective treatment strategies for cLBP with minimal adverse effects. While manual or movement-based treatments have the advantage of not causing drug-induced side effects (e.g. gastritis, sedation), these treatments could conceivably worsen cLBP if applied forces actually cause inflammation due to excessive tissue stretching or pressure.

: 결합조직 재구성은 또한 조직으로의 직접적인 효과(항염증제)와 근경축(근이완제)이나 움직임에 대한 두려움으로 매개된 통증(진통제, 항불안제)의 감소를 통해 일반적으로 cLBP에 사용되는 약리학적 치료의 효과면에서 중요할 지도 모른다. cLBP 환자에서의 플라시보효과는 또한 증가된 육체적 활동과 유익한 결합 조직 재구성 효과의 결과인 통증에 대해 감소된 두려움 상태를 포함한다. 치료적 기전에 대한 우리의 이해가 나아지는 것은 최소한의 부작용으로 cLBP 환자에 대한 더 효과적인 치료 전략을 발전하는 것의 열쇠이다. 수기적 또는 동작에 기초한 치료들은 약으로 매개된 부작용(위염, 진정 )을 일으키지 않는 이점을 가지는 반면에, 이 치료들은 만약 적용된 힘이 과도한 조직 신장 및 압박으로 인해 실제로 염증을 일으킨다면 생각건데 cLBP를 악화시킬 수 있다.

A paradoxical aspect of connective tissue remodeling is that it potentially underlies both beneficial and harmful effects of mechanical forces, including those used therapeutically. It is well known in physical therapy, for example, that application of direct tissue stretch to ligaments and joint capsules needs to be gauged carefully to avoid causing increased tissue inflammation[44].

: 결합조직 재구성의 모순적인 면은 그것이 잠재적으로 역학적인 힘의 유리함과 해로운 효과 모두에 놓여있다는 것이고, 그것들이 치료적으로 사용될 때도 마찬가지이다. 예를 들면 물리적 요법에서 직접적인 인대와 관절낭에 대한 조직 신장의 적용이 염증의 증가를 일으키는 것을 피하기 위하여 주의깊게 측정되어야하는 것은 잘 알려져 있다.

Indeed, understanding how much force (or movement) is beneficial, and how much can be harmful is one of the challenges of these clinical modalities. The hypothetical model presented in this paper suggests that behavior modification and movement reeducation may be most effective in the early stages of cLBP (before extensive tissue fibrosis has occurred) and that combining these approaches with carefully applied direct tissue stretch may be necessary in cases of long standing hypo-mobility with pronounced fibrosis and stiffness. Understanding the underlying pathophysiology of cLBP will help optimize the selection of the best treatment or treatment combination.

: 사실상, 얼만큼의 힘이 유익한지 해로운지를 이해하는 것은 이 임상적인 양상에서 만나는 도전 중 하나이다. 이 논문에 소개된 가정적 모델은 행동교정과 동작재교육이 cLBP의 초기 시기에 가장 효과적일 수 있다는 것과 조직 신장에 대해 주의깊게 직접 적용된 접근법들의 결합이 언급된 섬유화와 경직되며 오래 선 자세로 운동이 저하된 경우에 필요할 지도 모른다는 것을 제시한다. cLBP의 병태생리에 놓인 것을 이해하는 것은 최고의 치료나 치료의 조합을 선택하는 것을 완벽하도록 도움을 준다.

Future testing of the model and clinical significance :  모델의 장래 테스팅과 임상적인 중요성

The model presented in this paper predicts that beneficial connective tissue remodeling can result from a variety of therapeutic interventions. The model also suggests that measures of connective tissue remodeling may become useful tools for eval‎uating the response to pharmacological and non-pharmacological treatments for LBP. Recently developed non-invasive ultrasound based techniques such as ultrasound elastography can be used for eval‎uation of connective tissue structure and biomechanics in vivo [68–-70]. Such techniques may become useful tools to objectively document changes in connective tissue over time and thus measure the effects of various treatments. Eventually, these techniques may be useful to guide treatments in clinical practice.

: 이 논문에서 제시된 논문은 유익한 결합조직 재구성이 다양한 치료적 개입으로부터 온 결과라는 것을 예견한다. 모델은 또한 결합조직 재구성의 측정이 cLBP에 있어서 약리적이고 비약리적인 치료에 대한 반응을 평가하는데 있어 유용한 도구가 될 것이라고 제안한다. 최근에 개발된 초음파 섬유영상과 같이 비침습적인 초음파에 기초한 기술들은 결합조직 구조와 비실험적 생체역학을 평가하는데 이용될 수 있다. 이러한 기술들은 객관적으로 시간에 따른 결합조직의 변화를 증명하고 다양한 치료들의 효과를 측정하는 유용한 도구가 될 수도 있다. 결국, 이 기술들은 임상에서의 치료를 이끄는데 유용할 것이다.

The development, testing and implementation of effective treatment strategies are highly dependent on understanding the patho-physiological mechanisms of the condition being treated. An integrative model incorporating behavioral and somatic aspects of cLBP will strengthen the rationale for a multidisciplinary treatment approach including direct mechanical tissue stimulation, movement reeducation and psychosocial intervention. Understanding how these various treatments may work synergistically in cLBP will support efforts to develop appropriate integrative approaches to treat this common and debilitating condition.

: 효과적인 치료전략의 테스트와 수행은 치료 받는 상태의 병태생리 기전을 이해하는데 대단히 의존하고 있다. 행동적측면과 운동기적 측면을 합쳐서 통합하는 모델은 직접적인 기계적 조직 자극, 동작 재교육과 심리사회적 개입을 포함하는 다양한 차원의 치료적 접근을 위한 이론적 설명을 강화시킬 것이다. cLBP 환자에 있어서 이러한 다양한 치료들이 어떻게 상승작용적으로 작용하는지를 이해하는 것은 이 공통적이며 이분될 수 없는 상태를 치료하는데 적절한, 통합적 접근을 발전시키는 노력을 도울 것이다.  

[고 인성]

검토안한 초벌 번역이라, 잘이해하려고 일부러 번역해봤어요. 다시봐도 정말 중요한 논문인듯..
눈에 보이지 않는 healing 의 단편을 조금이나마 볼수 있는. connective tissue plasticity

[문형철]

응 멋지다.. 그림이 안보이넹..

[공병희]

고생했어 ㅎㅎ