근육에 허혈이 발생할 때 통증 탐구!!

[문형철]

https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8992665/

저자가 개발한 CMECD® (Coletti Method of EMG ChemoDenervation) 프로토콜을

어떻게 만들었는지 설명하면서,

그 과정에서 도출한 “만성 근육 경련의 허혈 모델(Ischemic Model of Chronic Muscle Spasm)”을

제시합니다.

주요 내용 요약

1. 만성 근육 경련과 통증의 관찰
   • 만성 통증이 있는 환자에서 EMG를 해보면 자발적 전기 활동(Spontaneous Electrical Activity, SEA)이 뚜렷하게 나타남.
   • 이 SEA는 정상적인 휴식기 근육에서는 나타나지 않는 병적 소견.
   • 기존 임상 EMG/신경전도검사에서는 이 소견이 거의 무시되어 왔음.
2. 치료 경험과 CMECD® 프로토콜
   • 저자는 SEA가 있는 근육에 phenoxybenzamine + lidocaine + dexamethasone 혼합액을 EMG 가이드로 소량씩 넓게 주입.
   • SEA가 완전히 소실되면 만성 경련과 통증이 함께 해결됨.
   • 12년 동안 200명 이상의 환자를 치료했으며 좋은 결과를 얻음.
   • 이 방법을 CMECD®로 명명하고 상표 등록.
3. 허혈 모델(Ischemic Model)의 제안
   • 운동 생리학 지식과 EMG 소견을 연결하여 다음과 같이 가설을 세움:
     • 지속적인 근육 수축(경련) → 국소 혈류 감소(허혈)
     • 허혈 → 산성화, 대사산물 축적, 통증 유발 물질 방출
     • 통증 → 더 강한 경련을 유발하는 악순환(vicious cycle)
   • 이 모델이 EMG 소견(SEA)과 임상 양상(만성 통증)을 잘 설명한다고 주장.
   • 광학현미경 병리 소견도 이 모델을 지지한다고 제시.
4. 임상적 함의
   • 만성 근육 경련으로 인한 통증은 “허혈”이 핵심 병리이므로, 단순히 통증만 억제하는 치료가 아니라 경련 자체를 없애야 함.
   • CMECD®처럼 SEA를 장기간 억제하면 근육이 정상 상태로 회복될 수 있음.
   • 기존 재활치료나 다른 통증 치료법에도 이 모델을 적용하면 치료 전략을 수정할 수 있음.
   • 다른 만성 통증 상태에도 허혈 모델을 확장 적용할 가능성을 논의.

논문의 의와 특징

• 저자의 오랜 임상 경험(EMG 관찰 + 치료 결과)을 바탕으로 한 가설 제시 논문.
• “만성 근육 경련 = 허혈 상태”라는 관점으로, 통증과 경련의 악순환을 설명하려는 시도.
• CMECD®라는 구체적인 치료 프로토콜과 연결된다는 점이 특징적입니다.

이전 논문들(Queme의 허혈성 근육통 기전, BFR와 EPR 등)과 연결해서 보면, 근육 허혈 → 감각신경 감작 → 통증과 반사 항진이라는 공통된 주제를 임상적 경련 모델로 확장한 것으로 볼 수 있습니다.

이 표는 Roger H. Coletti가 2012년부터 2019년까지 Muscle & Nerve 학회지에 발표한 12편의 초록(Abstracts) 목록입니다. 모두 만성 근육 경련(chronic muscle spasm)과 그로 인한 만성 통증, 그리고 이를 치료하는 CMECD® (Coletti Method of EMG ChemoDenervation) 프로토콜과 관련된 연구입니다.

주요 내용 흐름 (연도별)

연도주제핵심 포인트

2012	EMG Guided Chemodenervation of Sciatica	좌골신경통에 EMG 유도 화학적 탈신경 치료 적용
2014	Novel Injection Technique	증상성 만성 근육 경련에 대한 새로운 주사 기법
2016	Needle EMG Identification	만성 근육 경련을 바늘 EMG로 확인하는 방법
2017	Debunking the Myth	“탈신경 근육만이 SEA(자발전기활동)의 원인”이라는 기존 통념을 반박
2017	Successful Treatment	장기간 지속된 만성 근육 경련을 EMG 유도 화학적 탈신경으로 성공적 치료
2017	Safety of Phenoxybenzamine	반복 주사 시 phenoxybenzamine의 안전성
2018	Proposed New Diagnostic Entity	“후천성 만성 근육 경련(Acquired Chronic Muscle Spasm)”을 새로운 진단 개념으로 제안
2018	CMECD® Designation	EMG 유도 화학적 탈신경 시술을 CMECD®로 공식 명명
2018	Limitations of EMG/NCS	기존 임상 EMG와 신경전도검사의 한계 지적
2019	Non-Skeletal Etiology of Foot Drop	족하수(foot drop)의 비골격성 원인과 CMECD 치료로 회복
2019	Staged Healing of Wrist Tendonitis	CMECD 치료 후 손목 건염의 단계적 회복
2019	Pattern of Recovery Consistent with Ischemic Injury Model	회복 패턴이 허혈 손상 모델과 일치함을 제시

전체적인 의미

이 12편의 초록은 Coletti가 약 8년에 걸쳐 체계적으로 구축한 연구의 궤적을 보여줍니다.

1. 초기 (2012~2016): 임상에서 SEA를 확인하고 주사 기법을 개발
2. 중기 (2017): 치료 효과와 안전성 입증, 기존 통념 비판
3. 후기 (2018~2019):
   • 새로운 진단 개념 제안
   • CMECD® 프로토콜 공식화
   • 회복 양상이 허혈 모델과 일치한다는 결론 도출

https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5743676/

이 논문은

허혈(ischemia)로 인한 근육통(myalgia)의 말초 감각 신경 기전을

체계적으로 정리한 리뷰 논문입니다.

특히

Group III/IV 근육 구심성 신경(primary muscle afferents)이 통증과

운동압반사(exercise pressor reflex, EPR)를 동시에 조절하는 역할을 중심으로 설명합니다.

1. 배경 및 임상적 중요성

허혈성 근육통은 다음과 같은 질환에서 나타납니다.

• 말초혈관질환(PVD)
• 겸상적혈구병(SCD)
• 복합부위통증증후군(CRPS)
• 섬유근통(FM)

특징:

• 일반적인 진통제에 잘 반응하지 않음
• 근육 수축 시 과도한 심혈관 반응(심박수·혈압 상승) → 운동 불내성 유발
• 통증 양상: 깊고 확산적이며, 쥐어짜는 듯하거나 쑤시는 느낌

Group III(얇은 수초성, Aδ-like)와 Group IV(무수초성, C-like) 근육 구심성 신경이 통증 발생과

EPR의 감각 팔(sensory arm)을 담당합니다.

EPR는

근육 수축 시 혈압과 심박수를 올리는 반사로,

허혈 상태에서는 이 반사가 과도하게 항진됩니다.

핵심 내용 요약

이 논문은
혈류 제한 훈련(Blood Flow Restriction training, BFR training, 또는 Kaatsu training)이
운동압반사(Exercise Pressor Reflex, EPR)를 강하게 활성화시킬 수 있다는 점을 강조하며,
특히 심혈관 질환 환자나 일반인에게 잠재적 위험을 경고하는 리뷰 논문입니다.

1. BFR 훈련이란?

• 운동 중인 사지(팔·다리)의 근위부에 압박 커프를 감아 혈류를 부분적으로 제한하는 훈련법.
• 대사산물(양성자, 젖산 등)이 근육 간질에 축적되면서 저강도 운동만으로도 고강도 저항 운동과 유사한 근력·근비대 효과를 얻는 것이 목적.
• 운동선수뿐만 아니라 노인, 관절 부상 회복 환자, 심장 재활 환자에게도 유익할 수 있다고 제안되어 왔음.

2. 운동압반사(EPR)와의 관계

• EPR은 운동 시 근육의 기계적 자극(mechanoreflex)과 대사 자극(metaboreflex)에 의해 활성화되어 교감신경 활성을 높이고 혈압·심박수를 상승시키는 반사.
• 1930년대 Alam과 Smirk의 연구 이후, 운동 중 혈류 감소가 EPR을 강력하게 유발한다는 사실이 잘 알려져 있음.
• BFR 훈련은 인위적으로 혈류를 제한하기 때문에 대사산물 축적과 기계적 압박이 동시에 일어나 EPR을 크게 활성화할 가능성이 높음.
• 그런데 기존 BFR 관련 문헌에서는 EPR의 역할이 거의 언급되지 않았음.

3. 주요 우려 사항 (Call for Concern)

• 심혈관 질환 환자 (고혈압, 심부전, 말초동맥질환 등)에서는 EPR이 이미 과장되어 있는 경우가 많음. → BFR로 EPR이 더 강하게 자극되면 과도한 교감신경 활성화 → 부정맥, 심근경색, 뇌졸중, 급사 등의 위험이 증가할 수 있음.
• 건강한 사람에서도 BFR 저항 운동 시 정상보다 높은 혈압 상승과 교감신경 활성이 나타날 수 있어, 심혈관 사고 위험이 높아질 가능성이 있음.
• 따라서 심장 재활이나 일반 대중에게 BFR를 무분별하게 적용하는 것에 대해 신중해야 한다는 경고.

4. 논문의 목적
BFR 운동 시 자율신경계 심혈관 반응의 기전(특히 EPR의 역할)을 간결하면서도 상세히 개관하고,
BFR 훈련의 잠재적 위험성을 충분히 이해한 후에야 일반인이나 의료진이 사용·처방해야 한다고 주장.

결론적 메시지

BFR 훈련은 근비대·근력 증진에 효과적일 수 있지만,
운동압반사를 통한 과도한 심혈관 부하를 유발할 수 있으므로 안전성 검증이 더 필요하며,
특히 심혈관 질환이 있는 사람에게는 주의가 필요하다는 “경고성 리뷰”입니다.

2. 주요 말초 기전

(1) 대사산물(metabolites)에 의한 감각신경 활성화

허혈 시 근육 내 ATP, 젖산(lactate), 수소이온(H⁺, 산성화)이 축적됩니다.

이 물질들은 단독보다 조합되었을 때 시너지적으로 신경을 활성화합니다.

• Low metabolite responders: 가벼운 수준의 대사산물(예: pH 7.0 근처, 낮은 ATP/lactate)에 반응 → 피로 감지
• High metabolite responders: 강한 수준의 대사산물(예: pH 6.6, 높은 ATP/lactate)에 반응 → 통증 감지

허혈/재관류(I/R) 후에는 이 아집단의 비율이 변하고,

기계적 역치가 낮아지며 화학적 민감도가 증가하는 표현형 전환(phenotypic switch)이 일어납니다.

(2) 주요 수용체 상호작용

감각신경 감작의 핵심은 다음 수용체들의 상호작용과 상향조절입니다.

• ASICs (특히 ASIC3): 산성화에 민감. 허혈 후 DRG에서 발현 증가. 통증과 EPR 모두에 관여. 길항제로 감작을 억제할 수 있음.
• Purinergic receptors:
  • P2X3, P2X5 등: ATP에 반응. P2X5와 ASIC3의 상호작용으로 낮은 pH+ATP 감지 능력 강화.
  • P2Y1: 열/기계 통각과민에 관여.
• TRP channels (특히 TRPV1): 열통각과민, 일부 EPR 조절. 인산화(phosphorylation)에 의한 기능 항진이 중요할 수 있음.

허혈 후 DRG에서 이들 수용체의 발현이 증가하며, 특히 ASIC3와 P2X3의 공동 발현이 늘어납니다.

(3) 사이토카인·성장인자 및 미세혈관 변화

• NGF, GDNF: 근육에서 증가 → 감각신경의 TRPV1, P2X, ASIC 발현/기능 조절.
• IL-1β, IL-6 등: 허혈/재관류 시 증가. IL-1β는 감각신경 감작과 통증 행동에 직접 관여(siRNA로 억제 시 효과).
• 미세혈관 손상 → 재관류 시 활성산소종(ROS) 생성, 염증 세포 침윤 → 추가적인 감작 유발.

(4) 성차(sex differences)

• 여성에서 만성 통증 유병률이 높음.
• 수컷 동물에서는 ASIC3 상향조절이 두드러지고, 암컷에서는 TRPV1/TRPM8 등 열 관련 채널 변화가 더 뚜렷함.
• EPR 반응도 성별에 따라 다름.

3. 실험적 근거

• 동물 모델: 대퇴동맥 결찰, 상완동맥 폐색(BAO), 토너켓을 이용한 허혈/재관류 등.
• 행동 평가: 기계적 통각과민, 자발 통증 행동, 악력 감소, 활동량 감소.
• 전기생리학: ex vivo 근육 구심성 신경 기록으로 역치 저하와 반응성 증가 확인.
• 분자생물학적 분석: DRG에서의 수용체 mRNA/단백질 발현 변화.

4. 결론 및 임상적 함의

허혈성 근육통은

단순한 조직 손상이 아니라,

Group III/IV 구심성 신경의 말초 감작이 핵심입니다.

이 신경들은

통증 신호를 중추로 전달하는 동시에 심혈관 반사(EPR)를 조절하기 때문에,

통증과 운동 불내성이 동시에 나타나는 독특한 임상상을 만듭니다.

저자들은 다음과 같이 강조합니다.

• 기존 진통제의 한계를 고려할 때, ASIC·P2X/P2Y·TRP 수용체나 관련 사이토카인/성장인자를 표적으로 하는 새로운 치료 전략이 필요함.
• 허혈성 조건에서 운동 요법을 적용할 때 EPR 항진을 고려해야 함.
• 성별에 따른 기전 차이를 반영한 치료 접근이 중요함.

1. 첫 번째 그림: 수용체 발현 변화 (Changes in Receptor Expression‎ After Peripheral Ischemic Injury)

A. No Injury (정상 상태)

• DRG(후근신경절) 내 감각신경 세포들이 다양한 수용체 조합을 가지고 있습니다.
• 주요 집단:
  • 빨간색: P2X3만 발현
  • 보라색: P2X3 + ASIC3 공동 발현
  • 파란색: ASIC3만 발현
  • 초록색: ASIC3 + P2X5
  • 노란색: P2X5만 발현
  • 주황색: 기타 집단
• 면역세포(별표 ★)는 소수만 존재.

B. Peripheral Ischemic Injury (말초 허혈 손상 후)

• 수용체 발현 패턴이 크게 변합니다.
  • P2X3, ASIC3, 그리고 이들의 공동 발현(특히 P2X3/ASIC3)이 증가합니다.
  • 전체적으로 특정 수용체를 가진 신경세포의 수가 늘어나고, 비율이 재배치됩니다.
• 면역세포(★)의 침윤이 뚜렷하게 증가합니다.

→ 허혈 후 감각신경이 화학적 자극(산성, ATP 등)에 더 민감해지는 분자적 기반을 보여줍니다. 특히 ASIC3와 P2X 계열의 상향조절이 통증 감작의 핵심입니다.

2. 두 번째 그림: 전체 기전 모식도

근육에 허혈(Ischemia)이 발생하면 다음과 같은 연쇄 반응이 일어납니다.

1. 근육 내에서 일어나는 변화
   • 대사산물 축적: ↑ 젖산(Lactic Acid), ↑ ATP, ↑ H⁺ (산성화)
   • 성장인자 증가: ↑ NGF, ↑ GDNF
   • 염증 반응: 사이토카인 ↑ IL-1β, ↑ IL-6
2. 감각신경 감작
   • Group III/IV 근육 구심성 신경이 이 자극들을 감지.
   • DRG에서 수용체 발현 증가:
     • ↑ ASIC3
     • ↑ P2X (P2X3, P2X5 등)
     • ↑ P2Y
     • ↑ TRPV1
     • ↑ IL1R1 (IL-1 수용체)
3. 중추로 전달되는 두 가지 경로
   • 통증 경로 (점선): 척수 → 시상(Thalamus) → 대뇌피질(Cerebral Cortex) → 통증 인지
   • 운동압반사(EPR) 경로: 뇌줄기 심혈관 조절 중추 → 교감신경 사슬(Sympathetic chain) →
     • 심박수 증가 (↑ Heart Rate)
     • 동맥혈압 상승 (↑ Arterial blood pressure)
     • 교감신경 활성 증가 (↑ Sympathetic activity)

종합 해석

허혈 상태에서 근육 내 화학적·염증성 변화가 Group III/IV 감각신경을 감작시키고, 이 신경들이 통증과 과도한 심혈관 반응(EPR)을 동시에 유발합니다. 첫 번째 그림은 “어떤 수용체가 늘어나는가”, 두 번째 그림은 “그 결과가 어떻게 통증과 혈압 상승으로 이어지는가”를 보여줍니다.

이 기전은 말초혈관질환, 섬유근통, CRPS, 겸상적혈구병 등에서 나타나는 허혈성 근육통과 운동 불내성을 이해하는 데 중요한 기초가 됩니다.