관절이란 뼈와 뼈를 연결시켜 주는 구조로서 접촉부위를 감싸고 있는 연골은 연골세포와 세포외 기질로 구성되어 있으며 기질은 여러 종류의 프로테오글리칸이 응집된 형태로 콜라겐 및 탄성섬유 안에 고정되어 관절 연골 특유의 점성과 탄성을 지닌 연골막을 형성하여 관절의 윤활과 완충작용을 통하여 물리적 충격으로부터 방어하는 것으로 알려져 있다. 관절의 안쪽에는 활막이라는 얇은 막이 있어 관절연골에 영양분과 산소를 공급하며, 관절이 운동할 때 만들어진 노폐물을 제거하는 기능을 하고 관절이 부드럽게 움직이도록 활액을 분비한다.
골관절염은 지속적인 관절 연골의 손상으로 관절 간격의 감소, 연골하골의 변화를 유발하며 통증, 관절의 변형, 기능의 악화를 초래하는 만성질환으로 주로 무릎관절, 엉덩이 관절, 척추에 심한 통증과 운동장애를 나타낸다.(그림1 참조). 특히, 골관절염은 65세 이상 노인의 약 60%, 75세 이상인 경우는 약 70~90%로 이환되어 있을 만큼 그 빈도가 높다.
2.글루코사민의 구조 및 생리적 기능 글루코사민은 연골의 구성 성분인 Glycosaminoglycans(GAGs)과 Proteoglycans의 주요 전구체로서 생체내에서 글루코사민 합성효소에 의해 글루코스와 글루타민으로부터 생성된다. 그러나 나이가 듦에 따라 글루코사민 합성효소의 활성이 저하되기 때문에 글루코스와 글루탐산으로부터의 글루코사민 합성 또한 저하된다. 이 경우 갑각류와 곤충의 외피를 이루는 키토산(글루코사민이 β-1, 4결합으로 중합된 것)에 다량 함유되어 있는 천연 아미노당이 글루코사민의 섭취가 도움을 줄 수 있다. 키토산으로부터 글루코사민의 생합성과정은 그림2와 같다. 글루코사민은 염산염 또는 황산염의 형태로 존재하며, 1500mg/day이상 섭취시 연골재생 및 통증완화에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 즉, 글루코사민은 GAGs을 생성하기 위해 연골세포를 자극하고 연골 대사 과정을 정상화시켜 연골의 파괴를 막아주고, 관절염의 통증을 감소시키고 관절기능을 향상시킨다. 또한, 프로테오글리칸의 구성물질인 동시에 연골세포를 자극하고 정상화시켜 프로테오글리칸의 생성을 촉진한다.(그림3참조)
3.골관절염에 좋은 영양소
4.임상사례 1)글루코사민의 섭취효과 (1)비스테로이드성 소염진동제(NSAIDs)섭취와의 효과비교 이 등은 슬관절 퇴행성 관절염 환자를 대상으로 글루코사민의 효능을 알아보기 위해 실험군(43명)에게는 글루코사민 1650mg을, 대조군으로서 위약군(17명)에게는 위약을, 비스테로이드성 진통소염제군(26명)에게는 etodolac 600mg을 12주간 경구투여 하였다.위약구는 모두 유의성이 없었으나. 실험군과 진통소염제군은 통계학적으로 유의적인 통증 감소의 효과가 있었다. 그러나 비스테로이드성 진통 소염제는 질환 자체의 악화를 막지 못하고 오히려 연골기질의 GAGs의 합성을 감소시킨 반면, 글루코사민은 GAGs의 생합성을 촉진시키므로 장기적 복용 시 슬관절염에 대하여 통증을 경감하고 슬관절의 기능을 향상시키는 효과가 있다고 하였다. 비스테로드성 소염진통제의 부작용 위점막내 프로스타글란딘 합성을 억제함으로써 위궤양을 비롯한 위장관 합병증의 비율을 증가시킴. 그 외에 두통, 현기증, 수축기혈압의 상승 등을 유발한다. 또한 프로테오글라칸 생성의 중간물질인 글루코사민6 포스페이트 생합성을 억제(그림3 참조)
(2)글루코사민의 단기섭취효과
무릎통증을 호소하는 사람의 통증정도에 대한 글루코사민(2000mg/day)의 보충효과를 측정하기 위해서 글루코사민 섭취군(24명)또는 위약섭취군(22명)을 대상으로 12주간 실험한 다음 the Knee lnjury and Osteoarthrtis Outcome Score(KOOS)와 the Knee Pain Scale(KPS)와 같은 두 가지 설문지와 실험 대상자들의 주관적인 평가를 실시하였다.
그 결과 글루코사민 섭취군은 위약군에 비해 섭취 8주에 무릎통증정도를 나타내는 KPS수치가 감소하였고(표1 참조),섭취 8주와 12주에 통증, 증상, 일상생활의 활동도, 스포츠, 무릎과 관련된 삶의 질을 평가하는 KOOS의 총점에서 뚜렷한 증가가 관찰되었다(표 2참조). 또한 주관적인 평가에서 글루코사민 섭취군은 88%가 관절통증이 개선되었다고 한 반면, 위약군에서는 17%만이 개선되었다고 하였다.
(3)글루코사민의 장기섭취효과
212명의 환자들을 무작위로 분류한 후 위약과 글루코사민 황산염의 약효를 서로 비교하는 연구방법을 적용했다. 3년간 매일 한 번씩 경구용 글루코사민과 위약을 1500mg씩 투여했다. 약물 투여 후 1년 및 3년이 지난 시점에서 환자들의 무릎 관절에 대한 방사선 사진을 찍어서 분석한 결과 위약을 투여 받은 106명의 환자들의 경우 관절공간이 점진적으로 좁아져서 3년이 지난 시점에서는 평균 -0.31mm의 관절공간이 손실된데 반해 글루코사민을 투여 받은 환자들에서는 -0.06mm감소가 보여 관절공간의 두드러진 손실이 나타나지 않았다고 한다. 또한, 관절염증상은 Western Ontario and McMaster Universities(WOMAC)관절염지수를 이용하여 관절통증, 뻣뻣함, 육체적 기능(physical function)의 한계에 대한 문항조사결과를 점수화하였다. 점수가 높을수록 증상이 심각한데, 위약군에서는 증상이 심해진 반면 글루코사민투여군은 증상이 개선되었다.(그림4참조)
2)글루코사민과 콘드로이친 섭취시 상승효과 Leffler등의 보고에 의하면 글루코사민 황산염(1,500mg/day),콘드로이친 황산(1,200mg/day),manganese ascorbate(228mg/day)를 16주간 투여하면 거의 대부분의 환자에서 퇴행성 골관절염 증상의 개선효과를 보였다고 한다. 특히 각각의 단독투여보다 이 세가지 약물의 복합제 형태의 투여가 더욱 효과적이었다고 하였다.
3)관절염 개선에 대한 다른 성분의 영향 ①EPA는 세포막의 주요구성분인 Arachidonic acid가 lipoxygenase에 의해 Leukotriene으로 대사되는 것을 억제함으로써 관절의 통증, 부종, 강직, 발열 등의 관절염 증상을 호전시킨다고 알려져 있다. ②GLA(gamma-linolenic acid)는 1계열의 프로스타글란딘(PGE)을 생성하는 Dihomo-gamma-linolenic acid(DGLA)을 생성한다. DGLA는 그 자체가 Leucotrien로 전환되지는 않지만 15-hydroxyl유도체를 형성함으로써 Arachidonic acid로부터 염증을 유발하는 프로스타글란딘(PGE2)와 Leucotriene(LT4)가 생성되는 것을 경쟁적으로 억제하여 염증반응을 억제한다. ③비타민E는 free radical로부터 인체를 보호하는데 중요한 역할을 하는 항산화제이다. 골관절염을 앓고 있는 환자에게 10일간 매일 비타민E600mg또는 위약을 투여한 실험에서 비타민E를 투여한 경우와 위약을 투여한 경우는 전혀 다른 결과가 나타났다. 비타민 E를 투여한 경우 약 절반이상의 환자가 통증이 감소되었다고 보고한 반면, 위약집단에서는 4%만이 동일한 결과를 보고하였다. 또 다른 연구에서는 비타민E는 NSAID diclofence과 비교되었는데, 관절의 운동성을 증진시키고 활동시간을 개선하는데 약물만큼 효과적이라는 사실을 확인시켜 주었다.
5.Recommendations 1)아스파라거스,달걀,마늘,양파와 같이 황이 함유된 식품을 섭취한다. 황은 뼈, 연골, 결합조직의 재건과 재생, 칼슘의 흡수를 위해 필요하다.신선한 채소(특히 녹색채소는 비타민K를 공급),신선한 비산성 과일,전곡류,오트밀, 현미, 생선, 콩제품,아보카도와 같은 채소가 유익하다. 또한 매일 20개의 새콤한 빨간 버찌는 통증과 염증을 완화시킨다.
2)쌀,밀가루,호밀 등 히스티딘(아미노산)을 함유한 식품을 섭취한다. 히스티딘은 체내 중금속을 제거하는데 좋다. 관절염이 있는 많은 사람들은 체내 구리와 철의 수치가 높다.
3)신선한 파인애플을 자주 섭취한다. 파인애플에 있는 브루멜라닌이란 효소는 염증을 감소시키는데 탁월하다. 냉동, 캔으로 된 것은 효소가 파괴되므로 신선한 파인애플이 가장 효과가 있다.
4)식이에서 지방의 양을 줄이고 우유, 유제품,육류를 섭취하지 않는다. 또한 카페인이 있는 음료, 신과일, 파프리카, 소금, 담배, 설탕을 함유한 모든 제품을 피한다.
5)한 연구에서 류마티스 관절염이 있는 사람들은 엽산,단백질,아연의 혈 중 농도가 건강한 사람보다 낮다는 것을 밝혀냈다.
6)Charles Dinarello,M.D(Tufts University School of Medicine)의 연구에서 DHA와 EPA는 류마티스 관절염의 증상을 완화시키는 것을 돕는다는 것을 알아냈다. 생선에 있는 오메가 3 필수지방산은 관절 염증을 유발하는 면역계 반응을 억제하여 관절염의 증상을 경감시킨다.
8)가능하면 식품 알레르기를 체크한다. 어떤 식품을 섭취하지 않을 때 목과 어깨에 통증이 있는 많은 환자의 통증이 완화되었음이 밝혀졌다. 특히 류마티스 관절염이 있는 사람들에게 알레르기는 염증을 유발하고 관절염 증후를 더 심하게 할 수 있다.
9)야외에서 신선한 공기와 햇볕을 쐬며 시간을 보낸다. 햇빛을 쐬는 것은 뼈 생성에 필요한 비타민D3의 합성을 촉진시킨다.
10)규칙적이고 적당한 운동을 한다. 운동은 통증을 감소시키고, 관절 퇴화를 늦추기 위해서는 필수적이다. 관절에 무리를 주지 않는 규칙적 활동은 뼈 주위, 근육, 인대를 강하게 하고 많은 형태의 관절염에 매우 유익하다. 자전거 타기, 걷기,수중 운동이 좋다. 체중이 실리거나 충격이 가해지는 운동은 피한다. 과체중은 골 관절염을 유발 할수도 악화시킬 수도 있으므로 체중을 줄여야 한다.