골격의 구조와 대사
사람의 골격은 수백 개의 뼈로 구성되어 있습니다. 각각 형태가 다양하고 크기도 각양각색입니다. 골격은 주로 몸통을 지지하고 사지의 운동이 가능하게 되어 있는 구조입니다. 뼈조직은 단단한 치밀골과 연한 해면골이 포함되어 있습니다. 팔이나 다리 같은 긴뼈에는 치밀골이 많이 포함되어 있고 손목과 발목뼈, 척추 등에는 입방형의 뼈에는 해면골이 많이 포함되어 있는 구조입니다. 치밀골은 골간부에 구성하고 있으며 골격의 80%를 차지합니다. 해면골은 골단부를 구성하고 골격의 20% 정도를 차지하고 있습니다. 뼈조직에는 조골세포, 파골세포, 골세포가 존재하는데 먼저 조골세포는 유기질 기질에서 무기질을 부착시켜 만들어지는 뼈 기질을 형성하는 데 관여하는 뼈 생성 세포입니다. 그다음 파골세포는 기존의 뼈를 용해하고 분해하는 다핵세포인 뼈 용해 세포입니다. 골세포는 뼈에 가장 많이 분포되어 있는 뼈 구성 세포입니다. 뼈는 주로 콜라젠의 단백질, 산성 점성 다당류, 지질 등으로 이루어진 유기질과 칼슘, 인, 마그네슘 등 무기염류가 부착되어 있는 조직입니다. 무기질염에는 칼슘의 인산염과 탄산염이 많이 차지하고, 소량의 마그네슘염과 나트륨염이 함유되어 있는 구조입니다. 뼈는 조골세포와 파골세포로 각 세포가 끊임없이 뼈조직을 생성하고 분해하는 대사가 매우 활발하게 일어나는 조직입니다. 뼈는 생성 시에 단백질과 칼슘, 인, 마그네슘 등의 무기질 및 비타민이 필요하며, 뼈의 생성과 용해를 통한 골격 대사 과정은 평생 끊임없이 일어납니다. 뼈의 무기질량을 나타내는 골질량의 경우 뼈의 생성량과 용해량에 따라 결정되고 유전, 생리적, 영양적인 요인에 따라서 영향을 많이 받습니다. 성장기에는 뼈 생성량이 골질량보다 많아 골질량이 성인기때 최대치의 골질량에 달하게 되고 45세 정도까지는 골질량에 큰 변화 없이 유지됩니다. 그 후 나이가 들수록 노령화에 따라 뼈 용해량이 많아지면서 골질량의 비율이 감소하게 됩니다. 정상적인 골질량을 유지하기 위해서는 혈중 칼슘 농도를 적절하게 유지하는 게 중요합니다.
골다공증의 원인 및 증상
골다공증은 주로 노화에 따른 골격 대사이상으로 생기는 증후군으로 골질량이 감소하게 되면 나타납니다. 골격 대사이상은 뼈의 생성과 용해의 불균형을 말하는데 뼈 생성 세포 활성에 비해서 뼈 용해 세포 활성이 비정상적으로 증가하게 되면 골질량 또는 골밀도가 감소하게 된다. 흔히 노인의 칼슘 섭취 부족, 장에서의 칼슘 흡수율 저하, 폐경기 이후 여성의 골격 대사 불균형이 높은 경우 골다공증 발생 위험이 커집니다. 골다공증이 발생하는 요인은 매우 다양하고 유전적, 환경적, 생리적인 요인과 식사 요인 등 여러 요인이 영향을 미칠 수 있습니다. 골다공증의 요인을 좀 더 살펴보면, 먼저 유전과 종족이 있습니다. 골다공증에 영향을 미치는 최대 골질량의 경우 유전적인 요인의 영향을 많이 받는데 백인은 아시아인이나 흑인보다 골밀도가 낮으며 골다공증 발병률이 더 높은 것으로 알려져 있습니다. 두 번째 골다공증이 일어나는 주요 원인으로는 연령과 성별입니다. 골질량은 청소년기에 직선적으로 증가하게 되어 20~30대에 최대 골질량에 다다르게 되고, 45세까지 큰 변화 없이 유지하게 됩니다. 이후 폐경이 오고 연령이 증가함에 따라 골질량이 점차 감소하게 됩니다. 남녀 모두 뼈 손실은 성별에 따라 진행 속도가 많이 차이가 나는 것으로 보이는데 여성의 경우 40세 정도부터 골질량 감소가 일어나기 시작하며 남성은 이보다 좀 더 느리게 진행됩니다. 그렇지만 남녀 모두 75세가 되면 성별에 상관없이 뼈 손실이 일어납니다. 세 번째 골다공증이 일어나는 요인으로는 여성호르몬의 결핍이 있습니다. 골다공증은 폐경 이후에 발병 빈도가 높아지는데 진행 속도도 더 빠르게 보입니다. 생리불순, 무월경, 조기폐경, 출산 무경험, 난소 절제 등 여성호르몬 분비가 부족하거나 호르몬 불균형인 여성의 경우 골다공증의 발생빈도가 더 높은 것으로 나타났습니다. 그다음 골다공증 요인으로 볼 수 있는 것은 신체활동 부족입니다. 신체활동은 적을수록 뼈 손실량도 증가하게 되는데 걷기, 조깅 등 골격에 물리적인 힘을 가하는 운동을 하게 되면 골질량이나 골밀도가 증가하게 되어 예방할 수 있습니다. 그리고 저체중의 경우에도 골다공증의 위험을 좀 더 높입니다. 그리고 만성질환이나 장기간 약물 복용도 골질량에 큰 영향을 미치게 됩니다. 여러 약물은 칼슘의 흡수를 방해하고 골격의 칼슘을 분해해 골다공증을 위험을 증가시키고 스테로이드계 약물의 경우 비타민D의 대사에 영향을 미치게 되어 뼈 손실을 초래합니다. 또한, 칼슘, 인, 단백질, 비타민D, 마그네슘, 불소, 식이섬유 등 여러 영양소의 과잉 또는 섭취 부족도 골다공증에 영향을 줄 수 있는 요인입니다. 그 밖에 기타 골다공증의 위험성을 증가시키는 요인으로는 만성적인 알코올 중독, 흡연, 과다한 카페인 섭취 등이 관련 있는 것으로 알려져 있습니다.
골다공증 진단과 식사요법
골밀도를 진단하는 방법에는 이중에너지 X선 흡수계측법, 초음파, 정량 전산화단층촬영술(CT) 등이 있습니다. 이중에서는 이중에너지 X선 흡수 계측법 즉, DEXA(Dual Energy X-ray Absorptiometry)가 대부분의 병원에서 이용하는 방법입니다. 골다공증이 생겼을 경우에는 감소한 골질량을 원래대로 회복시키기는 어렵고 생활 습관을 개선하고 약물치료를 병행하면서 골절의 위험 요소를 제거하는 것이 중요합니다. 따라서, 식습관과 생활 습관을 개선하여 칼슘 섭취를 증가하고 규칙적인 운동을 통해 체중을 감소하고 근력을 키워주는 것이 중요합니다. 골다공증을 예방하고 치료하기 위한 식사요법으로는 충분한 칼슘 섭취가 필요합니다. 따라서, 골다공증의 식사요법의 목표는 충분한 양의 칼슘을 섭취하고 적댱량의 단백질과 인 섭취, 충분한 비타민 섭취 등을 통해 최대 골질량을 확보하며 칼슘 평형을 유지하고 뼈 손실을 억제해야 합니다. 또한, 칼슘 섭취를 늘리는 것도 중요하지만 칼슘 흡수를 높이고 흡수를 방해하는 식사 요인들은 줄이는 것도 필요합니다. 먼저, 칼슘을 늘리기 위한 식사를 하기 위해서는 칼슘 함유량이 높은 우유와 유제품, 뼈째로 먹을 수 있는 생선류 등을 자주 섭취하면 좋으며, 채소류의 경우 케일 또는 브로콜리 같은 진한 녹색 채소는 좋은 급원 식품이지만 수산이 많이 함유된 시금치는 좋지 않기 때문에 섭취를 적게 하는 것이 좋습니다. 그리고 칼슘 섭취를 늘리면서 단백질이나 비타민D 등과 함께 섭취하면 칼슘의 흡수를 촉진해 체 내 이용률을 높일 수 있습니다. 그렇지만 과도한 동물 단백질, 지방, 식이섬유, 인산, 수산, 피틴산, 나트륨 등은 칼슘 흡수를 방해하기 때문에 식단에서 줄이거나 제거하는 것이 좋습니다. 그리고 칼슘과 인은 1:1 비율로 섭취하는 것이 좋은데 인을 과도하게 섭취할 경우 장관 내 불용성염으로 형성하게 되어 칼슘 흡수를 감소시킬 수 있습니다. 그러나 적정량의 인은 칼슘 흡수에 도움을 줍니다. 인은 주로 어육류, 곡류, 두류, 유제품 등 다양한 식품에 함유되어 있습니다. 또한, 비타민D도 칼슘 흡수에 관여하는 필수 영양소인데 비타민D가 결핍되면 소장에서 칼슘 흡수가 저하되고 혈중 칼슘 농도도 저하됩니다. 따라서, 비타민D가 들어간 식품을 섭취하거나 낮에 햇빛에 노출된 상태로 충분한 신체활동을 하는 것도 좋은 방법입니다. 그리고 에스트로젠과 유사한 구조를 가진 아이소플라본을 많이 섭취하게 되면 뼈에 칼슘이 용출되는 것을 방지하고 골다공증을 예방하는 효과가 있습니다. 아이소플라본은 주로 대두에 함유되어 있습니다.