Ⅳ. 활막과 그 손상에 대한 반응
활막에 있어 기본적인 염증반응은 표면세포의 증식, 혈관화의 활성, 그리고 활막하 조직의 단계적 섬유화이다. 변화의 효과가 활액의 변화로 보여지는 반면 이것은 거칠게 두꺼워지고 과립표면의 발달로 보여진다.31,46
1. 사고 후의 활막염
사고 후 활막염(posttraumatic synovitis)의 알려진 임상적 실체는 다른 염증과 활막의 퇴행성변화와 구별되어 질 수 있다.61 가벼운 충격 또는 부적절한 움직임에 가해지는 힘과 같은 것은 작은 외상에 대한 활막의 가장 단순한 반응으로 나타난다. 만약 그러한 간단한 역학적(mechanical)혼란이 그렇게 많지 않은 출혈 없이 발생한다면, 활막은 국소적으로 혼란 받은 것이 아니다. 그러나 그것은 아마도 심각한 혈관운동반응을 가질 것이다. 활막의 혈관들은 확장하고 여과는 증가한다.9 단백질은 세포간질(interstitium)로 새어나간다. 세포질단계로의 단백질의 혈관외 집중의 증가로 인해 두 공간사이에서 교질삼투경사에서 점차적인 축소가 있다. 왜냐하면 정상적으로 세정맥의 물의 흡수를 유도하는 이 압력경사가 조직의 부종과 관절에서 외상성 삼출물을 일으키는 혈관삼투압을 증가시켰기 때문이다.57
현미경적으로 가벼운 활막의 충혈과 가벼운 세포침투가 확장된 모세혈관 주위에 있다. 나중에 최내층(intima)은 3층에서 5층, 8층, 또는 10층으로 증가시킬 것이다. 활막의 이런 반응은 만약에 외상이 단지 한번 일어났다면 대단히 빨리 사라진다. 삼출물은 림프구 배출과 정상교질 삼투압경사가 회복함에 따라 단백질분자가 깨끗이 없어지는 것으로써 사라진다. 충혈은 가장 오래 지속되지만 결국은 감소한다. 활막 경계는 그때 원래의 크기로 감소한다. 만약 기계적인 염증이 반복되면 그것은 전형적인 외상 후 관절염을 만들 수 있다. Bozdech의 연구에 의하면 국소적으로 활막의 경계는 두꺼워지고 10∼15줄의 세포를 포함할 수 있다고 했다.9
활막은 특히 혈관주위에서 림프구의 더 많은 잠입을 받고 활막의 심부 세포는 강한 활동을 보인다. 증가된 단백질합성물이 현저한데 이것은 아마도 외상 후 배출된 과도한 단백질 함량인 것으로 생각된다.
전자현미경에서는 또한 A와 B세포의 변화를 나타낸다. 평상시 정상 활막에 존재하는 적은 양의 A세포들이 있는데, 이것은 A세포가 자유대식세포로 활액 속으로 이동하기 때문이다. 활막경계에서는 또한 평상시에는 활막의 심층에 있던 섬유아세포들이 아주 많이 있다. 이 섬유아세포들이 B세포유형으로 바뀐다. Roy 등(1966)에 의한 연구는 정상 A : B세포비율의 반전을 입증했다.53 전자현미경으로 활막경계에 잔존하는 세포를 보면 A와 B유형의 세포사이의 차이는 거의 완전하게 사라졌다. 그 외의 세포 대부분은 확장된 소조와 복잡한 골지 시스템과 함께 많은 양의 거친 내형질세망을 가진다. 잔존하는 대부분의 세포들은 단지 특별한 경우의 세포가 풍부한 골지 시스템과 매끄러운 내형질세망을 가지고(A형 세포), 반면 나머지 대부분은 거친 내형질세망을 다량 포함한다(B형 세포). 일반적인 영향은 거친 내형질 세망계의 눈에 띄는 과형성에 있다.
활막에서 이러한 교체의 결과로 발생하는, 활막의 변화는 다음 절에서 다루어 질 것이다. 염증 반응 후에 활막염은 오랫동안 민감하게 남을 수 있다. A유형의 대식세포가 호중구와 단핵구성대식세포에 의해 소멸될 때 뒤의 세포들은 리소좀과 단백분해효소를 흡수한다. 백혈구, 특히 호중구는 여출액(transudate)에서 빨리 죽고 단백분해효소는 해리된다. 이러한 효소는 가까이 접하는 정상관절구조를 공격한다. 그 결과로 좋지 않은 염증과정이 생긴다. 이 과정은 더 이상의 외상 없이도 얼마동안 계속 반발하는 활막염을 유지한다. Soren 등(1976)61,62의 연구에서 광주사실험과 비교되는 전자전달 현미경실험들을 최소한 4개월 이내에 외상을 입은 35건을 실시했다. 외상초기 6개월 동안에는 약간의 활막 경계부의 과형성이 주목된다. 외상 후 활막염의 이 초기 단계동안 나란히 놓여 있는 촉수 세포 진행에 의해 단지 적당한 활액세포의 다형성(polymorphy)과 활막 표면의 확장이 있었다. 외상 후 4∼6개월 정도에서 시작되는 활막의 진행성 경화는 철저하게 나타났다. 오히려 외상 후 활막염의 특별한 형태는 혈철소(hemosiderin; 혈액으로부터 온 철을 식작용한 산물)가 관찰되고 siderosome(혈철소를 함유한 세포)이 발견되는 몇몇 경우에 명백해진다. siderosome은 활막세포의 생리학적인 박리에 의해 아마도 부분적으로 분해되고 부분적으로 제거될 것이다. 부수적인 출혈이 없으면 siderosomes는 약 6개월 후에 활막에서 사라지고, 외상이 사라짐에 따라 이전의 출혈의 흔적을 없앤다. 그러나 외상 후 관절 징후는 처음 6개월을 지나 지속되면 촉수진행을 상실한 매끄럽고 둥근 활막세포를 볼 수 있다. 먼저 이전에 윤곽이 잡힌 외상 후 변화과정의 편향은 무릎의 불안정성을 가지는 인대의 이차적 느슨함, 반월판의 과운동성 또는 이물질의(이것들은 관절염의 증식의 결과를 가지는 활막의 만성적인 손상을 일으킨다.) 형성을 가지는 관절면 박리의 원인이 되는 손상의 경우에 주목된다.61
혈관에서의 변화는 활막 손상 후 반응을 상대적으로 특징짓는 것으로 간주된다. 처음 외상 후 6∼12개월 사이에 제거된 조직에서 내피의 팽윤, 외막세포의 증식과 적혈구의 혈관외 유출(광학현미경으로 관찰), 증가된 식작용, 그리고 내피와 외피세포에서의 siderosome의 형성(전자현미경으로 관찰)의 변화가 보통 일어난다. 긴 기간 없이, 혈관 벽의 경화교체가 일어나고 그것들은 다른 종류의 활막염에서는 자주 관찰되지 않는다.50,51 또한 활막의 섬유화는 오랜 형성을 이루고 조밀하게 섬유질 섬유로 활막표면까지 꽉 차게 형성된다. 경화는 잔재된 활막세포의 위축으로 연결된다.61
진단의 목적으로 외상 후 만성 활막반응에서 염증세포의 침윤이 드물게 나타나는 것은 반드시 찾아내야 한다. 그러므로 외상 후 활막염은 단지 약간의 제한에 의해 정당화되어진다. 또한 관절액의 흡입에서 염증세포의 수적인 유의한 증가를 거의 가지지 않는다. 만성적인 외상 후 관절 삼출물(effusions)은 초기에 염증 삼출물로서가 아닌 활막의 좀 더 진행되는 경화 교체의 연속으로 보아야만 할 것이다.61
임상적으로 복잡하지 않은 외상 후 활막염의 징후의 시작은 외상 후 12∼24시간 후에 발생한다. 삼출은 보통 많은 열감과 홍반 그리고 압통을 동반하지 않는다. 종종 가장 주된 불평은 꽉 조이는 느낌이다. 삼출은 1∼2주정도 지속될 것이다.55 삼출물은 관절혈증이 있는지, 없는지를 결정하기 위해, 그리고 관절에 대한 더 상세한 검사를 부가하기 위해 흡입되어야한다. 관절혈증은 보통 손상 후 2시간이내에 유액fluid이 나타나던지 절반의 경우에 15분 이내에 팽윤이 생긴다든지 할 때 존재한다. 관절혈증이 동반될 때 보통 많은 통증과 낮은 미열이 있다. 골절, 내장(internal derangement) 또는 주요인대의 열상은 검사와 X선 촬영으로 배제되는데 이것들은 스트레스와 수평선(skyline) 또는 과간 관점을 포함한다. (슬관절의 외상성 관절혈증(hemathrosis)을 가진 일련의 환자에서 66%는 골절 또는 인대파열(ligamentous rupture)이 있고 20%정도는 없다.55 아마도 연골의 분리 또는 열상 또는 관절낭 열상이 있는데 그것들은 이런 방법으로는 발견되지 않는다. 그것은 몇몇 경우에 가끔 슬개골 내측(median parapatellar) 부위에서 나중에 형성되는 석회화에 기초해서 슬개골의 외측 아탈구와 내측 지지대의 열상이 아마도 관절출혈의 근원인 것 같다.44
치료가 필요 없는 초기에 가벼운 징후를 야기하는 작은 관절 외상은 추가적인 외상이 없는데도 불구하고 몇 달 후에 유의한 징후와 관련이 있다.60,61 이것은 재활성 활막염의 현상에 기인할 수 있는데 얼마동안 염증 과정을 그대로 유지할 수도 있다.
주관적인 꽉 죄는 느낌은 보통 정상적으로 음성인 관절 내압을 양성으로 야기하는 관절 유출의 출현의 결과로 오는 간단한 외상이 있을 때 느낀다. 유출은 인대와 관절낭에 증가하는 스트레스와 같은 확장되는 힘 대신에 관절의 안정성을 주는 대기압보다 낮은 압력과 대용물의 효과를 없애버린다. 정상관절과는 현저히 다르게 유출압은 최소의 관절내압이 30도 굴곡에서 일어나서 최대 굴곡과 신전에서 최대가 된다.57
얼음찜질(또는 냉치료의 다른 형태로), 휴식 그리고 손상된 관절을 급성 염증기 동안 가능한 거상과, 뒤따르는 교대욕 또는 회전욕이나 온습포와 같은 열치료를 이용한 신중한 치료는 대부분의 경우에 효과적으로 보인다. 몇몇 연구에서는 또한 고전압직류자극이 부종을 줄이고 순환을 증가시키고 그리고 급성손상에 조직의 치유를 증가시키는 것으로 나타났다.66 등급화된 대퇴사두근 운동은 슬관절의 경우 근육펌핑작용으로 인해 부종을 줄이는데 도움을 주고 근육의 위축을 최소화 할 수 있다.
가정 프로그램과 병용한 임상 치료기간에 따르는 것 또한 중요하다. 환자는 집에 있는 동안 치료기간동안 부종을 관리하고 치유과정을 촉진하는 프로그램을 병용해야만 한다. 치료사는 반드시 환자에게 그 과정을 설명하는 교육자로서의 역할과 집에서 사용되는 기술을 가르치는 것을 확실히 해야 한다. 이것은 환자가 더욱 재활에 대한 책임과 독립적인 기능능력을 회복하는 속도를 빠르게 하는데 도움을 준다.
초기 진단적 흡인 후에도 반복되는 흡인은 만약 유동액(fluid)의 체적이 유의하게 커지면 필요할 것이다.44 진통과 항염제(예: 아스피린)가 사용될 수 있다. 이런 활막염은 보통 제한적이지만 만약 계속 진행된다면 관절내 코티코스테로이드를 주사할 수도 있다(1∼3회).9,55 만약 염증과정이 계속되고 여출액이 더욱더 염증성으로 변한다면 활막절제술(synovectomy)이 증상을 줄일 것이다.9
2. 착색성 융모결절성 활막염
활막은 재발하는 관절혈증(hemarthroses)에 약간 다른 방법으로 반응한다. Volz에 의한 실험67에서 혈액 주사에 대한 활막반응의 가장 현저한 특징은 착색성 융모결절성 활막염(pigmented villonodular synovitis)이라고 알려진 증식된 활막염의 산물이다. 이 활막반응은 활막세포의 융모성 결절성 과다증식에 의해 특징 지워진다. 활막조직의 긴 융모성 투사는 관절 안으로 넓혀지는 것으로 보인다. 이런 변화와 동반되는 것은 두드러진 활막하 섬유증식이다. 또한 제시된 아세포낭의 양식에서 배열된 원형세포의 국소적인 집중이 활막하층(subsynovial layer)내에 있는 것을 주의해야 한다. 여기저기 거대세포형성이 주목된다. 감청색(Prussian blue)으로 착색된 조직은 활막층에서 적당량의 철소(siderin) 착색으로 보여진다. 이런 조직학적인 변화는 관절공간내의 혈액주사수에 비례하여 대충 관찰된다. 어떤 경우에도 염증반응의 제시는 없다.
Young과 Hudacek8 (Volz67와 Boyes 인용, 1966)는 개를 이용한 실험에서 관절내에 주사된 혈액과 증가된 혈관분포와 활막의 과 형성, 철색소 침착의 확산, 산재된 거대세포와 활막하 섬유화에 의해 특징 되어지는 고립 결절과 착색된 융모결절성 활막염의 산물사이의 비율을 보여준다.
그들은 유동액에 자유롭게 떠다니는 응혈덩어리를 관찰하였고 그것들 중 몇몇은 기질화 변화 정도에 따라 경계표면에 부착된다. 그들은 소결절이 혈괴(blood clot)의 부착 또는 이웃 융모의 융합에 의해 형성된다고 이론화했으며 한번 융모가 형성되면 관절움직임에서 소결절의 압착은 추가적인 출혈을 일으킬 것이다. Volz는 토끼의 슬관절로부터 혈액의 흡수비율에서 실험적으로 반복해서 만들어진 관절혈증의 효과에 대한 연구에서 흡수비율은 활막에서 반응 변화의 정도에 관련된다고 밝혔다.67 몇몇 가깝게 위치한 관절혈증 후에 흡수는 초기에 관절의 혈액을 깨끗하게 할 수 없다는 것을 알고서 지체된다. 반복되는 관절혈증에 대한 반응으로서 활막이 증식함에 따라 혈액 흡습비율은 두드러지게 증가한다. 반복된 관절혈증 후에 진전된 반동적인 변화로 흡수비율은 정상보다 더 커진다. 증식된 활막염의 산물에 대한 자극은 적혈구로부터 유리된 철(iron)로 나타난 것이다. 철은 명확한 자극성성질을 소유하고 있는 것으로 보여진다. 그것은 융모성과 결절성 활막염의 산물을 자극하고 활막을 공격한다.
이 상태의 조직학적 형태는 착색된 융모결절성 활막염과 아주 흡사하다.64
3. 고립된 결절성 활막염
고립된 결절성 활막염(solitary nodular synovitis)에서 세포학적인 발견들은 활막세포 증식과 융모성 형성단계에서 제외된 착색된 융모결절성 활막염을 묘사한 그것과 유사하다. Boyes에 의한 실험에서 전체적인 발견은 직접적인 외상을 표시하는 관절표면의 병변을 동반하는 장액성 유출물에 담긴 고립된 각을 가진 결절을 나타낸다.8 이러한 혈관성 병변은 네 가지의 기본적인 세포에서 보여지는데 거대세포, 다각형 기질세포(polyhedral stroma cell), 지질 식세포(lipophage) 그리고 혈철소(hemosiderin) 세포이다. 증식의 변화단계에 있는 활막세포의 경계막 아래는 만성염증 세포의 덩어리들이 있다. 섬유소는 지질세포사이와 괴사 진행 중에 보인다.8
4. 활막 재생
활막조직은 아주 좋은 혈액공급과 하나의 획일적인 간엽세포 유형의 기원으로부터 유래하는 재생능력이 두드러진다. 몇 달 내 활막은 완전하게 정상조직과 구분할 수 없을 정도로 재생한다. 활막재생은 실제로 그 영역에 남아 있는 활막세포의 과형성 보다는 관절강내 간엽 요소들의 이형성(metaplasia)의 결과이다. 더 나아가 생화학적인 연구들은 새로운 활막이 물질대사적으로 원래 조직과 동일한지 어떤지 결정하는데 필요하다.63