남녀의 골다공증

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대한내과학회지: 제 79 권 부록 2 호 2010 □임상강좌□

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남녀의 골다공증

관동대학교 의과대학 제일병원 내과

윤 현 구

골다공증은 뼈의 양과 질의 감소로 골격이 약해지는 질환 이다. 미국 국립보건원에서는 골강도의 약화로 골절의 위험 이 증가된 골격계 질환이라고 정의하였다. 역학 측면에서 골 다공증은 일반적으로 여성의 질환으로 알려져 있으나 고관 절 골절의 약 30%, 척추골절의 약 20%가 남성에서 발생한 다¹⁾. 남녀 모두에서 발생하는 골다공증이지만 역학적인 측면 에서 차이를 보이고 있어서 남녀 각각에서 병태생리 기전을 알아보고자 한다.

1990년대 초반, 대퇴골과 상완골부위를 측정하여, 세계보 건기구는 평균 젊은 성인군의 -2.5 표준편차 이하의 골밀도를 골다공증이라 하였고, 골밀도가 젊은 성인군의 평균치의 -1과 -2.5 표준편차 사이를 골감소증 혹은 낮은 골량이라 하였고 이들 여성들을 중간 정도의 위험군이라고 제시하였다. 세계보 건기구에서 정의한 골다공증의 기준이 전세계적으로 이용되 고 있으나, 이는 백인여성을 대상으로 한 것이므로 남성과 타인종에게 적용하는데에는 문제점이 있을 수 있다. 특히 한 국인에게 골다공증 기준을 그대로 적용하여도 되는지에 대 한 조사가 광범위하게 이루어지지 않은 상태이므로 한국인 을 대상으로한 연구가 필요하겠다. 그러나 한국인을 대상으 로 한 자료가 연구 발표되기 전까지는 세계보건기구에서 제 시한 기준을 적용하는 것이 합당할 것으로 보여진다.

골다공증 골절로 인하여 삶의 질 감소, 독립적 생활능력 상실, 이환 및 사망 증가로 이어지게 된다. 남녀 모두에서 척 추압박골절은 통증 및 척추만곡증, 신장 감소와 신체의 변화 를 초래하여 삶의 질을 감소시킨다. 60세 이상의 남성에서 4 명 중 1명이 골다공증 관련 골절을 갖는다. 전세계적으로 고 관절 골절은 2050년에 남성은 310%, 여성은 240% 증가할 것으로 예상된다²⁾. 고관절 골절 후 약 50%의 여성들에서 골절 전 기능을 회복하지 못하며, 고관절 골절 후 노인들에서 1년 내에 약 20%의 사망 발생이 일어난다. 임상적 척추골절 5년 후에 상대적 생존율은 여성과 남성이 각각 84%, 72%이다³⁾. 국내의 역학자료로는 2010년 대한골대사학회와 건강보험 심사평가원에서 공동으로 연구한 역학보고에서⁴⁾ 건강보험심 사청구자료를 근거로 의사에 의해 진단된 골다공증 환자 수

는 2005년, 2006년, 2007년, 2008년 각각 107만명, 120만명, 133만명, 146만명으로 매년 증가하고 있다. 50세 이상에서 연간 의사에 의해 진단된 골다공증 환자비율(여/남)은 2005년 9.3% (15.4/2.1), 2006년 10.0% (16.6/2.3), 2007년 10.6% (17.6/

2.5), 2008년 11.2% (18.7/2.6)이었다. 연령별 골다공증 골절 발생율은 40대부터 시작하여 50세 이후 급격히 증가하는 양 상을 나타내며, 발생율은 인구 1만명당 50대에는 80여 명, 60대 180여 명, 70대 350여 명, 80세 이상에서는 500여 명으 로 나타났으며, 여성에서 2배 이상 높게 나타났다. 고관절 골 절발생율은 여성과 남성에서 2005년 10만명당 각각 191.9, 94.8에서 2008년 10만명당 각각 200.0, 97.8로 증가하였다. 그 러나 남성과 여성의 고관절 골절 경험 후 사망률은 연령증 가에 따라 남성의 사망률이 더 빠르게 증가하며 70~74세 남 성에서 고관절 골절 후 1년 내 사망률은 여성보다 2배 정도 높았다.

남녀 간 골다공증 발생, 골절발생 및 사망률에 있어서 국내 외 모두 차이가 있음이 보고되어 이들의 병태생리학적 기전을 이해하는 것이 중요하겠다. 남성들은 여성들과 비교하여 골 다공증 발생이 적은데 사춘기 동안 더 많은 뼈를 얻고 연령이 증가하면서 골소실이 덜하기 때문이다. 그렇지만 골소실은 남녀모두 연령이 증가하면서 발생한다. 전반적으로 최대 골 밀도이후 노인층에 이르면 피질골은 5~15%, 소주골은 15~45%에 골소실이 나타난다¹⁾. 노인층에서 골다공증은 치료를 안 하면 연령증가와 관련된 자연적 결과이다. 남녀 40세 경에는 면적 골밀도(area BMD, aBMD) 소실이 상대적으로 느리며, 40대 후반 혹은 50대 초반에는 여성이 남성보다 면적 골밀도 소실 이 빠르다. 폐경기 여성에서 척추, 골반, 원위부 손목에 있는 소주골은 빨리 소실되고, 장골과 척추의 피질골은 이보다는 느리다. 폐경 후 8~10년에는 느린 연령증가와 관련된 소실이 나타난다. 남성에서는 연령증가와 관련된 느린 골소실이 40 세가 지나면서 나타난다. 20대 때부터 척추 소주골 소실이 시작되며, 용적 골밀도(volumetric BMD, vBMD)의 감소는 여성에서 남성보다 많다(55% vs. 45%, p< 0.001). 여성에서 는 중년에 골소실이 증가되는 것이 노인 여성에서 남성보다

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-S 474 - 더 많은 감소요인으로 보인다. 피질골 소실은 남녀에서 중년 이후에 시작되며 여성이 남성보다 많다(28% vs. 18%, p<0.001)⁵⁾.

콜레스 골절(Colles’ fracture)은 폐경 후 빨리 증가하고 폐 경 후 10~15년 이후부터는 일정하게 유지되는 반면, 척추골 절은 폐경 후 서서히 증가하면서 후반기에 기하급수적으로 증가한다. 고관절 골절은 여성에서 폐경 후 척추골절보다 매 우 느리게 증가하지만, 남은 여생 동안 꾸준히 증가한다. 남 성에서는 원위부 상완골 골절은 정상적인 연령증가에서는 증가하지 않는 것으로 보인다. 이는 아마도 큰 뼈 크기 때문 으로 보인다. 척추 및 고관절 골절은 남성에서 연령이 증가 하면서 서서히 증가하고 여성과 비교하여 10년 정도 늦게 시 작하는데 후반기에 유의한 성 호르몬 결핍이 없기 때문으로 생각된다.

여성에서는 폐경 이행기 동안, 혈중 17β-에스트라디올은 평균 폐경전 수치보다 85~90% 감소하며, 혈중 에스트론 수 치는 65~75% 감소한다. 에스트로겐 결핍은 초기 폐경 여성 에서 골교체의 증가뿐만 아니라, 간접적으로 이차성 부갑상 선기능항진증이 발생하여 후기 폐경여성에서 골교체가 증가 에 관여한다. 남아 있는 혈중 에스트로겐 수치가 폐경 여성 에서 골흡수에 중요한 결정인자가 된다⁶⁾. 혈중 테스토스테론 도 폐경 후 감소하지만 테스토스테론은 부신과 난소의 간질 세포에서 계속 분비되므로 감소 정도는 적다. 폐경 후 골흡 수 표지자로 평가되는 골흡수는 90% 증가된다. 반면, 골형 성 표지자는 45%만 증가된다⁷⁾. 골흡수와 형성간의 차이는 폐경 후 처음 8~10년 동안 골소실을 증가시키는 골흡수가 더 많은 방향으로 가게 한다. 증가된 골흡수는 골격에서 세포외로 칼슘의 이동을 일으키지만, 보상적으로 신장 칼슘배설 증가, 장내 칼슘 흡수 감소, 부분적으로 부갑상선호르몬 분비 억압에 의해 고칼슘혈증을 예방한다.

에스트로겐 결핍은 receptor activator of nuclear factor κB ligand (RANKL)을 증가시켜, 파골세포 모집과 활동을 증가 시키고 파골세포 세포자멸사를 감소시킨다. RANKL은 파골 세포 발달에 필요한 최종 주요인자이며, 정상적으로 골수 기 질/조골전구세포, T&B 임파구에서 표현된다. RANKL은 osteoclast lineage cells에 있는 이의 수용체인 RANK에 결합 하고, osteoblast lineage cells에서 생산되어 분비되는 soluble decoy receptor인 오스테오프로테게린(osteoprotegerin, OPG) 에 의해 뼈의 미세환경에서 중화된다. 에스트로겐은 정상적 으로 조골세포와 T&B 임파구에서 RANKL 생산을 억압하고, 조골세포에서 오스테오프로테게린 생산을 증가시킨다, 그러 므로 에스트로겐 결핍은 골흡수를 선호하는 방향으로 RANKL/

OPG ratio를 변화시킨다. 에스트로겐은 골수 기질단핵세포 와 조골세포에서 추가적인 사이토카인 생산을 조절하여 주 변분비(paracrine) 작용으로 파골세포 활동을 조절한다. 에스 트로겐은 IL-1, IL-6, TNF-α, M-CSF 및 프로스타글란딘 같 은 골흡수 사이토카인의 생산을 억압하는 것으로 생각된다.

에스트로겐 결핍으로, 각각의 사이토카인은 사이토카인으로 매게되는 연령증가관련 골소실에 일부 관여한다. 에스트로 겐은 정상적으로 TGF-β의 생산을 조골전구세포에서 증가 시킨다. TGF-β는 파골세포의 세포자멸사를 유도한다.

폐경 후 골소실의 느린 시기에는 서서히 부갑상선 호르몬 분비가 증가되어, 골흡수의 증가된 표지자에 상응한다. PTH 분비가 연령이 증가하면서 서서히 증가하는 이유는 다양하 다. 비타민 D결핍이 폐경 여성에서 흔하고⁸⁾, 증가된 PTH 수 치와 연관이 있다. 장시간 에스트로겐 결핍도 장내 칼슘흡수 증가와 신장의 칼슘 재흡수시키는 에스트로겐 효과가 소실 되므로 만성적인 음의 칼슘 균형을 유도한다.

폐경과 연령증가 관련 골소실은 증가된 골흡수뿐만 아니 라, 골형성의 감소에 의해서도 일어난다. 감소된 골형성은 일반적으로 성장인자들의 주변분비 감소 및/혹은 성장호르 몬와 IGF-1수치의 감소에 기인된다. 에스트로겐은 IGF-1, TGF-β 의 생산과 procollagen 합성을 조골전구세포에서 증가시키며, 조골세포의 세포자멸사를 감소시켜 조골세포의 수명을 증가 시킨다.

여성과는 달리 대부분의 남성들은 정상적으로 연령이 증 가하면서 뚜렷한 성기능저하가 발생하지 않기 때문에 수년 간 성 호르몬 결핍이 여성보다 남성에서는 골소실에 있어서 덜 유의한 원인으로 생각되었다. 그러나 여러 연구에서 남성 에서 연령증가 관련 성 호르몬 결핍의 결여는 남성에서 연령이 증가하면서 SHBG (sex hormone binding globulin)가 2배로 증가하기 때문이라고 관찰되었다⁹⁾. 따라서 이는 혈중 총 테 스토스테론과 에스트라디올을 잘 유지하게된다. 그러나 감 소된 생물학적으로 이용 가능한(bioavailable) 및 유리(free)성 호르몬 수치는 감소된다. 미국 미네소타, 로체스터에서 23~90 세 사이의 346명을 대상으로 측정하여 생물학적 이용 가능한 테스토스테론은 64%, 생물학적 이용 가능한 에스트로겐은 47% 감소하고, SHBG는 124%, LH는 285%, FSH는 505%

증가함을 보고하였다. 수년간 감소된 혈중 테스토스테론이 남성에서 연령 증가관련 골소실에 관여하는 것으로 생각되어 왔으나, 몇몇 관찰연구에서 골밀도와 성 호르몬 간의 관련 연구에서 노인 남성에서 골소실이 테스토스테론보다 에스트 라디올과 더 연관성이 있다고 보고하였다. 그리고 혈중 총

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-S 475 - 혹은 생물학적 이용가능한 에스트라디올과 골밀도 간에 양의 관계가 있음을 여러 연구에서 확인되었다¹⁰⁾. 노인 남성에서 골소실의 원인으로 테스토스테론 결핍보다는 에스트로겐 결 핍이 더 중요함을 연구를 통하여 강하게 뒷받침하였다. 연구 결과 남성에서 골흡수에 미치는 성 호르몬 전체 효과의 70%

이상을 에스트로겐이 관여하고 테스토스테론은 30% 이상을 넘지 못하였다¹¹⁾. 그러나, 테스토스테론이 골흡수 억제효과 와 골형성을 유지하는데 중요하기 때문에 테스토스테론의 감소도 골소실에 역할을 한다. 부갑상선호르몬분비는 노인 여성에서와 유사하게 노인 남성들에서도 증가한다.

정리해 보면, 여성 및 남성에서 뼈는 성장기 시기부터 크 기의 차이가 나타나며, 연령증가와 관련된 골소실은 많은 부 분이 성 호르몬 결핍과 생리적 이차성 부갑상선기능항진증 에 의해 일어나지만 발생시기 및 정도의 차이가 있어서 골다 공증 및 골절의 발생위험이 다른 것으로 사료된다. 다른 인 자들로 비타민 D 결핍, 조골세포의 기능 결함, 성장호르몬/

IGF-1축의 장애, 감소된 최대 골밀도, 연령증가관련 근육감 소 및 다양한 산발적 이차성 원인들이 역할을 한다. 연령증 가와 관련 골소실과 골절에 기여하는 인자들에 대한 이해는 향후 골다공증의 예방과 치료를 발전할 수 있도록 해 줄 것이다.

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