The Effect of Hyaluronic Acid Secretor in Patients with Osteoarthritis of the Knee Joint

서 론

슬관절의 퇴행성 관절염은 무릎관절 연골이 닳아 없어지 면서 나타나는 국소적인 퇴행성 변화로 관절연골의 마멸과 관절면의 신생골 형성을 특징으로 한다. 임상적으로 55세 이상 인구의 약 80%, 75세 이상에서는 거의 전 인구가 퇴행 성 관절염의 소견을 나타내고 이 중 약 1/4 정도에서 임상증 세를 나타낸다고 한다.⁷⁾ 일반적으로 움직일 때 무릎의 통증 을 호소하고 이로 인해 부종, 관절강직, 관절 주변의 근육 위축 및 점진적인 운동장애와 변형을 일으키는 증상을 보 인다. 관절염의 원인으로는 외부적 요인으로 관절 부상, 운 동에 의한 부상, 비만 등이 포함되며, 내부적인 요인으로 연 령, 성별, 유전적 요인이 포함된다.

이러한 관절염의 치료 방법은 관절염의 진행 정도에 따 라 선택하여야 한다. 관절염이 진행되어 연골층이 거의 없 어지고 통증이 극심해진 경우에는 미세 현미경 수술이나 인공 관절의 대처방법이 사용될 수 있으나 관절염의 초기 증상을 완화시키기 위해서는 우선 비수술적 방법이 사용된 다. 이러한 보존적 방법으로는 체중을 줄이고 운동으로 관 절의 근육을 강화하는 것이 먼저 시도되어야 하며 반응이 없는 경우 약물 치료 요법을 사용한다. 약물 치료에는 단순 진통제와 다양한 비스테로이드 소염제, COX-2 저해제, 스 테로이드 주사, 히알루론산 주사 등이 있다.¹¹⁾ 그러나, 소염 진통제의 장기간 사용의 경우 프로스타글란딘의 합성의 억 제로 위장관과 신기능 장애 등의 합병증을 유발할 수 있으 며, 스테로이드의 관절내 주사는 반복적 사용 시 연골파괴, 2차 감염 및 전신 부작용의 위험성이 초래될 수 있다.⁸⁾ 또한 관절연골에 프로테오글리칸과 콜라겐 섬유와 함께 그물망 형태로 존재하면서 연골의 충격흡수 및 연골세포 보호작용 을 하는 히알루론산 주사방법은 관절의 점성과 탄성을 회 복시킬 수 있는 장점에서 스테로이드 주사와 병행하여 그 치료효과가 입증되었으나^1,2,15) 주사기술의 숙련도가 필요할 뿐만 아니라 시술로 인한 감염의 우려와 6개월 정도 후에는 히알루론산의 생산량이 서서히 줄어들어 증상이 다시 재발 한다는 문제점이 있다.^18,22)

이에 주사제와 같은 기전을 가지지만 저분자 물질로 빠 르고 쉽게 복용할 수 있으며 세포외 기질에서의 점성과 탄

퇴행성 슬관절염 환자에서 히알루론산 분비촉진제의 효과

충남대학교 의과대학 재활의학교실 조 강 희․이 혜 진

The Effect of Hyaluronic Acid Secretor in Patients with Osteoarthritis of the Knee Joint

Kang Hee Cho, M.D. and Hye Jin Lee, M.D.

Department of Rehabilitation Medicine, Chungnam National University College of Medicine

Objective: This study was performed to investigate the ef-

Method: Among the 51 patients who were initially partic-

Results: There was significant improvement of VAS, Lequ-

0.05), but earlier improvement was observed in the hyalu- ronic acid secretor treatment group. Hyaluronic acid and collagen increased significantly in the cultured medium of synoviocytes and hyaluronic acid secretor.

Conclusion: The results of this study indicate that treatment

Korean Assoc Pain Med 2004;3:132-138)

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Key Words: Oral, Hyaluronic acid, Glucosamine, Osteoarthritis

접수일: 2004년 6월 14일, 게재승인일: 2004년 9월 7일 책임저자: 이혜진, 대전시 중구 대사동 640

ꂕ 301-721, 충남대학교 의과대학 재활의학교실 Tel: 042-220-7811, Fax: 042-256-6056

E-mail: [email protected]

성의 회복뿐만 아니라 히알루론산 생합성과 콜라겐 합성을 증가시키기 위해 히알루론산 분비촉진제 제재가 개발되었 으며, 이 제재의 효과를 알아보기 위해 본 연구에서는 실험 적으로는 퇴행성 관절염 환자의 활액막 세포를 얻어 히알 루론산 분비촉진제 처리에 따른 콜라겐과 히알루론산의 합 성 변화를 보았으며, 임상적으로는 퇴행성 슬관절염을 가 진 환자에게 히알루론산 분비촉진제를 복용하여 그 치료효 과를 평가하였다.

연구대상 및 방법

1. 연구대상

2003년 12월부터 2004년 5월까지 충남대학교병원 재활의 학과에 입원하고 있는 환자와 외래에서 치료를 받고 있는 환자들 중 슬관절의 통증, 종창 및 압통을 주소로 내원하여 미국 류마티스 학회가 정한 기준에 따라 퇴행성 슬관절염 으로 진단된 환자 65명을 대상으로 하였다.³⁾ 이 중 치료 시 작 8주 전에 스테로이드 또는 히알루론산 등의 약제로 슬관 절강내 주사를 맞은 사람, 슬관절을 수술한 기왕력이나 최 근 6개월 이내 슬관절 외상이 있는 환자 14명을 대상에서 제외하였다.

2. 연구방법

1) 복용 후의 치료효과: 약물의 복용은 환자를 무작위로 두 군으로 나누어 한 군은 글루코사민(Glucosamine) 제제를 500 mg씩 하루 3회 복용하게 하였고, 다른 한 군은 히알루 론산 분비촉진제(하루텍^Ⓡ, 엠디바이오알파)를 1,600 mg씩 하루 3회 복용하게 하였다. 이 약물의 복용 전부터 투여하 고 있던 비스테로이드 소염제나 COX-2 저해제의 사용은 허용하였다.

투여 전과 투여 종료 1주 후에 혈액학적 검사, 혈액생화학 적 검사, 뇨검사 등의 실험실적 검사를 하여 치료기간 중

발현한 부작용을 조사하였으며 가임 가능성이 있는 여성은 임신 여부 검사를 하였다. 또한 체중 부하상태의 슬관절 단 순촬영검사를 시행하여 촬영한 방사선 사진을 통해 Kellgren 의 분류¹²⁾에 따라 4단계로 나누어 그 정도를 평가하였다 (Table 1).

각 약물에 따른 치료 반응은 투여 전과 투여 2주, 4주, 6주, 8주 간격으로 추적방문을 하여 통증의 정도와 기능장 애의 정도, 이학적 평가를 하였다. 통증의 정도는 전혀 통증 이 없는 상태를 0, 환자가 겪을 수 있는 가장 극심한 통증을 100으로 하는 시각적 상사척도(Visual Analogue Scale, VAS)²³⁾ 를 이용하였으며, 기능장애의 정도는 통증의 양상과 보행 상태, 일상생활능력을 세부항목으로 하여 최소 0점에서 최 고 22점을 점수화할 수 있는 Lequesne's Index^15,16)를 사용하 였다(Table 2). 또한 이학적 평가는 종창, 압통, 슬관절의 운 동범위를 평가하여 최소 0점에서 최고 10점으로 점수화하 였다²⁰⁾(Table 3).

방문일마다 시험약물의 계속적인 투여 여부와 병용치료 여부, 그리고 부작용의 발현 여부를 조사하였다.

2) 배양된 활액막 세포에 대한 분자생물학적 변화: 인공관 절 대체수술을 받은 관절염 환자로부터 활액막을 얻은 뒤 증류수에 담겨진 상태에서 clean bench 안에서 0.1% trypsin 이 든 PBS (phosphate buffered saline)에 넣은 뒤 30분 동안 분리시키고, 10% FBS (fetal bovine serum)가 든 DMEM (Dulbecco's modified Eagle medium) 배지에 0.1% collagenase 를 첨가해 2시간 동안 37^oC incubator에서 분리시킨다. 분리 된 용액을 원심분리를 통해 최종적으로 활액막 세포로 분 리해 낸 뒤, 10% FBS와 1% PS (penicillin-streptomycin)가 든 DMEM (Dulbecco's modified Eagle medium) 배지에서 키운 다. 5% FBS, 0.1% BSA (bovine serum albumin), 그리고 1%

PS가 든 DMEM/F12 배지로 바꾼 뒤 24시간 경과 후에 히알 루론산 분비촉진제가 든 배지와 들지 않은 배지에서 활액 막 세포를 48시간 동안 처리해 준다.

(1) 히알루론산 생합성량의 측정; 히알루론산 양의 측정은 HABP (Hyaluronic acid binding protein) 1 mg/ml을 96 well plate에 4^oC에서 overnight로 코팅 후 0.5% Tween-20이 든 PBS로 세 번 씻어준 뒤 1% BSA로 1시간 동안 블로킹시킨 다. 그 뒤 측정하고자 하는 샘플을 각 각 넣은 뒤 37^oC에서 1시간 동안 반응시키고, PBST (PBS-0.5% Tween 20)로 세 번 씻어준 뒤 1mg/ml bHABP (biotin-HABP)를 각각 넣어 1시간 동안 반응시킨다. bHABP를 제거한 뒤 peroxidase- conjugated streptoavidin으로 1시간 동안 반응시킨 뒤 O- phenylenediamine dihydrochloride로 발색시킨다. 이 plate를 ELISA reader기로 405 nm에서 측정한다. 양성 대조군으로 PDGF (Platelet-Derived Growth Factor)를 사용하였다.

(2) 콜라겐 생합성의 측정; 콜라겐 양의 측정은 Sircol Table 1. Kellgren's Grade

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Kellgren's

Radiologic finding grade

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ I Mild bony spur formation

II Definite spur formation, no joint space abnormalities III Narrowing of the joint space accompanied by varus or

valgus deformities

IV Abnormalities exceed those if grade III, irregularities of the joint surface and sclerotic changes of sub- chondral bone

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ

soluble Collagen assay kit를 사용하여 측정하였으며 농도별 로 처리된 활액막 세포 배지에 각 1 ml의 Sircol dye reagent 를 첨가한 뒤 30분 동안 반응 시켜 원심분리를 하였다. 이를 통해 침착된 물질을 1 ml의 alkali reagent로 다시 녹인 뒤 540 nm에서 측정한다. 히알루론산 생합성의 측정과 마찬가

지로 양성 대조군으로 PDGF (Platelet-Derived Growth Factor) 를 사용하였다.

3. 통계적 분석

글루코사민을 복용한 그룹과 히알루론산 분비촉진제를 복용한 그룹간의 환자들의 특성에서 연령, 체중, 키 등의 연 속변수는 Student's t-test를 이용하였으며, 흡연, 음주, 동반 내과적 질환 등의 유무, 방사선 사진을 통한 Kellgren의 분 류는 Fisher's exact test를 이용하여 비교하였다. 또한 글루 코사민의 복용과 히알루론산 분비촉진제 복용 후의 효과를 알아보기 위한 VAS, Lequesne's Index, 이학적 평가 점수는 이원배치 반복 분산분석(Two way repeated measures ANOVA) 을 이용하여 통계적 의의가 있는 경우에는 Student-Newman- Keuls (SNK) 방법을 사용하여 다중비교검증을 하였다. 통 계 프로그램은 SPSS (version 10.0)을 사용하였으며 통계 처 리된 자료들의 기술은 평균±표준편차로, 유의수준은 p＜

0.05로 하였다.

Table 2. 기능장애의 정도(Lequesne's Index)

ꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧ

평가 항목 세부항목 문항 점수

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ

통 증 휴식 시(자거나 쉬고 있을 때)의 통증 -통증이 없음 0

은 어떠한가? -움직일 때만 통증이 있음 1

-안 움직여도 통증이 있음 2

아침에 뻣뻣해짐은 얼마 동안 느끼는가? - 1분 이하 0

- 2∼5분 1

- 15분 이상 2

30분 동안 서 있으면 통증이 오는가? -아니요 0

-예 1

보행 시에 통증이 어떠한가? -통증이 없다 0

-조금 걸으면 통증이 있다 1

-처음부터 통증이 있다 2

의자에서 일어날 때 통증이 있는가? -아니요 0

-예 1

보행상태 최대한 걸을 수 있는 거리는? -문제가 없다(1시간 이상) 0

- 1 km 이상(버스 3구간 이상) 1

- 15분 이내에 약 1 km 2

- 500∼900 m (버스 2구간) 3

- 300∼500 m (버스 1구간) 4

- 100∼300 m (버스 반구간) 5

- 100 m 미만 6

걸을 때 보조기구(목발, 지팡이)가 -필요없다 0

-한쪽이 필요하다 1

-양쪽에 다 필요하다 2

일상생활 능력 계단을 오를 수가 있는가? - 0: 쉽게 할 수 있다 0 1 2 계단을 내려올 수 있는가? - 1: 힘들게 한다 0 1 2

쪼그려 앉을 수 있는가? - 2: 불가능하다 0 1 2

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ

Table 3. 이학적 평가

ꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧ

평가항목 점 수

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ 0: None 1: Mild

종창(swelling) 0 1 2 3

2: Moderate 3: Severe 압통(tenderness 0: Not tender 1: Tender

0 1 2 3

on pressure) 2: Tender 3: Tender, Winced and winced and withdrawn 슬관절의 0 1 2 3 0: 120^o 1: 119∼110^o

운동범위 2: 109∼90^o 3: 89∼70^o

(flexion) 4: 70^o

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ

결 과

1. 실험 대상의 특성

퇴행성 슬관절염으로 진단된 환자 65명 중 연구 대상의 기준에 부합되는 환자는 51명이었고, 이들 중 4명이 복용 후에 발생한 부작용으로 연구에서 제외되었다.

이들 중 무작위적으로 12명의 환자가 글루코사민 제재를 복 용하였으며, 35명의 환자가 히알루론산 분비촉진제를 복용하 였고 이들 두 군간의 성별 및 연령, 키, 몸무게, 슬관절 방사선 사진의 Kellgren's Grade에서 유의한 차이가 없었다(Table 4).

2. 복용 후의 치료효과

1) 통증의 정도: 히알루론산 분비촉진제를 복용한 환자들 에서 통증의 변화를 보면 복용 2주 후에는 복용전과 비교하 여 유의한 변화가 없었으나 복용 4주 후에서는 치료 전과 비교하여 유의하게 감소하였고, 복용 6주와 8주 후에서도 복용 전과 비교하여 통증 정도가 유의하게 감소하였다(Fig.

1, p＜0.05).

글루코사민을 복용한 환자군에서는 복용 2주와 4주 후에 복용전과 비교하여 유의한 변화가 없었다. 그러나 복용 6주 와 8주 후에는 복용 전에 비해 통증이 유의하게 감소하였다

(Fig. 1, p＜0.05). 그러나 히알루론산 분비촉진제를 복용한 환자군과 글루코사민을 복용한 환자군 간에는 통증의 감소 가 유의한 차이를 보이지는 않았다.

2) 기능장애 정도: 히알루론산 분비촉진제를 복용한 환자 들에서 기능장애 정도의 변화를 보면 복용 2주 후에는 복용전 과 비교하여 유의한 변화가 없었으나 복용 4주 후에서는 치료 전과 비교하여 유의하게 감소하였고, 복용 6주와 8주 후에서 도 복용 전과 비교하여 유의하게 감소하였다(Fig. 2, p＜0.05).

글루코사민을 복용한 환자군에서는 복용 2주와 4주, 6주 후에 복용전과 비교하여 기능장애에 유의한 변화가 없었 다. 그러나 복용 8주 후에는 복용 전에 비해 유의하게 감소 하였다(Fig. 2, p＜0.05).

또한 히알루론산 분비촉진제를 복용한 환자군과 글루코 사민을 복용한 환자군 간에는 기능장애 정도의 감소가 유

Table 4. Base-Line Characteristics of the Patients

ꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧ

히알루론산 Glucosamine

Characteristic 분비촉진제

(N=12)

(N=35) ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ

Female sex-no. of patients (%) 10 (83) 30 (85)

Age-year 60.0±14.3 58.4±13.2

Height 155.0±5.14 155.8±12.1

Weight 64.0±9.38 60.0±12.65

Current smoking-no. of

3 (25) 9 (26) patients (%)

Current alcohol drinking-

4 (33) 13 (37) no. of patients (%)

Coexisting medical condition-

4 (40) 16 (45) no. of patients(%)

Kellgren's Grade-no. or patients (%)

I 9 (75) 21 (60)

II 2 (16.7) 9 (25.7)

III 1 (8.3) 5 (14.3)

IV 0 (0) 0 (0)

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ Plus-minus values are mean±SD. Medical condition included ischemic heart disease, heart failure, stroke, cirrhosis, renal disease, diabetes, and hypertension.

Fig. 1. Visual analogue scale (VAS) changes after glucosamine and hyarulonic acid medication. Values are mean±standard deviation.

*p＜0.05, compared with baseline values.

VAS

0

Hyarulonic acid Glucosamine

*

Base-line 80

70

50

30 60

40

20 10

Weeks 2 Weeks 4 Weeks 6 Weeks 8

*

*

* *

Fig. 2. Lequesne's Index scores changes after glucosamine and hyarulonic acid medication. Values are mean±standard deviation.

*p＜0.05, compared with baseline values.

Score

0

Hyarulonic acid Glucosamine

*

Base-line 16

14

10

6 12

8

4 2

Weeks 2 Weeks 4 Weeks 6 Weeks 8

*

* *

의한 차이를 보이지는 않았다.

3) 이학적 평가: 히알루론산 분비촉진제를 복용한 환자들 에서 이학적 평가의 변화를 보면 복용 2주 후에는 복용전과 비교하여 유의한 변화가 없었으나 복용 4주 후에서는 치료 전과 비교하여 유의하게 감소하였고, 복용 6주와 8주 후에서 도 복용 전과 비교하여 유의하게 감소하였다(Fig. 3, p＜0.05).

글루코사민을 복용한 환자군에서도 복용 2주 후에는 복 용 전과 비교하여 유의한 변화가 없었으나 복용 4주, 6주, 그리고 8주 후에 복용 전과 비교하여 유의하게 감소하였다 (Fig. 3, p＜0.05).

히알루론산 분비촉진제를 복용한 환자군과 글루코사민 을 복용한 환자군 간에는 이학적 평가에서 유의한 차이를 보이지는 않았다.

3. 활액막 세포의 변화

1) 히알루론산 생합성량: 퇴행성 관절염 환자에서 분리한 활 액막 세포에서 히알루론산 분비촉진제 10μg의 농도로 처리시 히알루론산의 생성이 유의하게 증가하였다. 20μg의 농도에서 는 처리전보다는 히알루론산의 생성이 유의하게 증가하였으 나 10μg의 농도와 비교하였을 때는 히알루론산 생성에 큰 차 이가 없었다. 30μg의 농도로 처리 시에도 처리전과 비교하여 히알루론산의 생성이 유의하게 증가하였다(Fig. 4).

2) 콜라겐 생합성량: 퇴행성 관절염 환자에서 분리한 활액 막 세포에서 히알루론산 분비촉진제 10μg의 농도로 처리 시 콜라겐의 생성은 유의한 변화가 없었으나, 20μg의 농도 로 처리 시에는 콜라겐의 생성이 유의하게 증가하였고, 30 μg의 농도로 처리 시에도 처리 전과 비교하여 콜라겐의 생 성이 유의하게 증가하였다(Fig. 5).

4. 부작용 및 그 외 작용

히알루론산 분비촉진제를 복용한 환자 중 8명의 환자에 서 소화기계 장애를 호소하였으며 대개는 복용 1일째부터 나타났다. 또한, 2명의 환자에서 복용 당일 소화기계 증상 과 함께 전신의 부종을 호소하였으며, 2주 정도의 복용 후 전신 부종과 함께 배뇨곤란을 호소하기도 하였다. 그 외의 부작용으로 두드러기 등이 있으며, 이 모든 부작용은 복용 중단 후 그 증상이 소실되었다. 또한 6명의 환자에서 복용 후 슬관절의 통증 소실과 함께 피부가 좋아졌다는 긍정적 인 반응을 보였다.

고 찰

퇴행성 슬관절염의 중요한 보존적 치료방법으로는 적당 Fig. 3. Changes of physical examination scores changes after

glucosamine and hyarulonic acid medication. Values are mean±

standard deviation. *p＜0.05, compared with baseline values.

0.5 1 1.5 2 2.5

* *

Score

0

Hyarulonic acid Glucosamine

*

Base-line Weeks 2 Weeks 4 Weeks 6 Weeks 8

*

*

*

Fig. 4. Concentration of synthesized hyaluronic acid in human synoviocytes after treatment with hyaluronic acid secretor.

Con PDGF

Fold

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8

100 ug 하하하

20 ug 하하하

30 ug 하하하 HA assay

Fig. 5. Concentration of synthesized collagen in human synovio- cytes after treatment with hyaluronic acid secretor.

Con PDGF

Fold

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8

100 ug 하하하

20 ug 하하하

30 ug 하하하 Collagen assay

한 휴식과 운동의 배합, 물리 치료와 같은 비약물 치료와 단순 진통제, 다양한 비스테로이드 소염제, COX-2 저해제 와 같은 전신적 약물 치료, 그리고 스테로이드 등의 국소적 주사 치료 등이 있다. 그러나 퇴행성 슬관절염을 예방하거 나 치료하는 확실한 약물은 개발되어 있지 못하며, 현재 사 용되고 있는 많은 진통 및 항염 작용을 가진 약품들은 각 개인마다 약물의 효과가 다르고 소화기계, 신장, 간계통 등 에 여러 부작용을 일으킬 수 있다.

1993년 Cremer와 Dieppe⁶⁾는 퇴행성 관절염에 대한 접근 을 “연골보호chondroprotection)”라는 적극적인 방법을 접근 하여 대증적 치료가 아닌 질병의 중지나 호전을 위한 치료 를 해야 한다고 주장하였으며, 이러한 치료제로 glycosam- inoglycan derivatives, growth hormone, IL-1 inhibitors, TNF inhibitors, tetracycline,²³⁾ 히알루론산 등을 제시하였다.

이 중 히알루론산은 활액과 연골 표면을 구성하는 성분 으로 glucuronic acid와 N-acetyl glucosamine이 번갈아 결합 된 glycosaminoglycans에 속하는 매우 긴 고분자 다당물질로 인체의 경우 피부에 56%, 근육조직에 35%, 그리고 관절 활 액과 척수액 등에 9%가 분포된다. 히알루론산의 작용기전 은 아직 명확하게 밝혀져 있지 않으나 현재까지 알려진 작 용 기전은 히알루론산 1분자가 218개의 물분자와 결합하여 물리적으로 점성과 탄성을 동시에 갖는 특성이 있어 이를 관절강 내로 주사시 점성과 탄성이 회복되어 피부세포 보 호 작용과 근육과 관절에서의 충격흡수 및 윤활작용 등의 기능을 수행한다는 것이다.^4,25) 또한 이런 단순 윤활작용만 이 아닌 골관절염에 부족한 무정형성 표면 물질인 1∼2μm 두께의 lamina splendence를 회복시키며, 기질 내에 프로테 오글리칸의 소실을 방지하고, 연골세포에 작용하여 프로테오 글리칸의 응집과 합성을 유도하여 히알루론산의 합성을 촉진

한다.^10,24) 이는 본 연구에서도 히알루론산 분비촉진제에 의한

분자생물학적 변화를 보기 위해 관절염 환자에게서 연골을 분리, 배지에서 배양한 다음 히알루론산 분비촉진제를 농도 에 따라 처리한 후 합성되는 히알루론산과 콜라겐 양을 측정 하였고, 그 결과 유의하게 합성이 증가됨을 관찰하였다. 이 외에도 관절내 산소 유리기의 제거,^5,22) 프로스타글란딘 E2와 브라디키닌의 감소에 의한 통증감소, 호중구와 임파구의 화 학주성(chemotaxis) 억제 및 싸이토카인 작용을 억제하여 항

염증작용^9,21)을 나타낸다는 실험결과들도 있다.

하지만 주사된 히알루론산은 정상인에서는 체내 반감기 가 20시간, 골관절염 환자에서는 12시간 정도로 1주일 간격 으로 5회 관절강 내 주사를 통해 관절 활액막에 작용하여 치료 효과를 나타내며 최근에는 고분자질량의 히알루론산 (hylan G-F 20)이 개발되어 3회의 주사로 더 많은 효과를 나 타낸다고 보고하였으나^14,19) 치료 후 6개월에서 1년 사이에 는 히알루론산의 생산량이 서서히 줄어들면서 관절염의 증

상이 다시 재발하게 된다.^18,22) 또한 슬관절강 내로의 주사는 시술자의 숙련된 시술능력이 필요하고 시술로 인한 국소 통증과 부종, 그리고 2차 감염 등의 부작용이 초래될 수 있 다. 이에 반해 복용하는 히알루론산 분비촉진제는 주사약 물과 동일한 치료 기전을 가지지만 저분자 약물로서 빠르 고 쉽게 복용할 수 있다는 장점이 있으며, 전신에 영향을 주어 히알루론산 분비가 저하됨에 따라 생기는 피부노화, 안구건조증, 질건조증, 잇몸질환들을 동시에 치료할 수 있 다는 부가적 효과도 제공할 수 있을 것이라 생각된다.

본 연구에서 히알루론산 분비촉진제 복용 4주 후 통증의 감소뿐 아니라 기능장애의 정도가 감소하고, 이학적 검사 에서 호전되는 양상을 보였다. 또한 현재 널리 복용되는 글 루코사민 제재를 복용한 군에서도 슬관절염의 통증과 기능 장애의 정도가 유의하게 감소하였다. 그러나 히알루론산과 글루코사민을 복용한 그룹 간에는 통증감소나 기능장애의 감소정도, 이학적 검사의 호전에 차이가 없었다. 하지만, 글 루코사민을 복용한 그룹에서는 6주 후에 유의한 통증 감소 가 있었으며, 히알루론산 분비촉진제를 복용한 그룹에서는 복용 4주 후에 유의한 통증의 감소가 나타났다. 이는 히알 루론산이 생합성이나 항염증반응 등의 세포 내나 세포근처 의 반응을 유도할 뿐만 아니라 세포외 기질(extracelluar matrix)에서 점성과 탄성의 직접적인 회복효과를 가져오기 때문이며, 이에 반해 글루코사민 제재는 히알루론산을 구 성하는 구성당으로 원료를 보충하여 최종산물인 히알루론 산 양을 증가시키는 수동적 생합성 증가와 연골 파괴에 관 여하는 효소를 억제하여 효과를 나타냈을 것으로 판단된 다.⁷⁾ 이러한 히알루론산 분비촉진제의 효과를 설명할 수 있 는 한 기전으로 분비촉진제가 히알루론산 생합성을 하는 과정 중에서 필요한 UDPGD (uridine diphospho-glucuronic dehydrogenase), UMP, glucose 합성 과정 중 관여하는 효소 들을 촉진하여 히알루론산의 합성을 유도했으리라 생각되 며¹⁷⁾ 이에 대해서는 앞으로 더 많은 연구가 필요할 것이다.

또한 슬관절 증상의 호전과 더불어 히알루론산 분비촉진제 를 복용한 환자군에서 피부가 좋아졌다고 호소하는 환자들 이 많았다. 이런 증상들은 1달 이상의 꾸준한 복용기간을 거친 환자들에게서 많이 나타났으며 히알루론산의 생합성 이 글리코사미노글리칸과 프로테오글리칸의 생체내 합성 을 증가시켜 연골뿐만이 아닌 피부 등에도 같은 효과를 보 였을 것이라 생각된다.

하지만, 본 연구는 복용 후 2달이라는 짧은 추적기간을 거쳐 결과를 비교하였기 때문에 히알루론산 분비촉진제의 효과와 부작용에 대한 장기적인 효과에 대한 조사가 이루 어지지 못했다는 문제점이 있다. 또한 퇴행성 관절염의 진 행 정도에 따른 히알루론산 분비촉진제 제재의 치료용량이 나 치료기간에 대한 연구와 그 외 다른 신체 부위에 동반되

어 호전되는 증상에 대한 조사도 필요할 것으로 생각된다.

결 론

2003년 12월부터 2004년 5월까지 충남대학교 병원 재활 의학과에 입원하고 있는 환자와 외래에서 치료를 받고 있 는 환자들 중 퇴행성 슬관절염으로 진단된 환자를 대상으 로 하여 글루코사민과 히알루론산 분비촉진제를 복용하여 반응을 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1) 히알루론산 분비촉진제를 복용한 환자군에서 복용 후 통증과 기능장애의 정도가 유의하게 감소하였고, 이학적 평가에서 호전되는 양상을 보였다.

2) 히알루론산 분비촉진제를 복용한 환자군은 글루코사 민을 복용한 환자군에 비하여 통증의 감소나 기능장애의 정도의 감소 그리고 이학적 평가에서 유의한 차이를 보이 지는 않았다. 하지만 글루코사민에 비하여 조기에 통증 및 기능 장애의 호전이 관찰되었다.

3) 퇴행성 관절염 환자에서 분리한 활액막 세포에서 히알 루론산 분비촉진제를 주입하여 배양한 결과 히알루론산과 콜라겐의 합성이 증가하였다.

이상으로 퇴행성 관절염 환자에서 히알루론산 분비촉진제는 퇴행성 관절염의 증상 호전에 효과적임을 확인할 수 있었다.

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