동맥경화증은 중년기나 노년기에만 나타나며 발생하는 것으로 일반에게 알려져 있으나, 실제로 동맥내막에 지방질, 특히 콜레스테롤의 침착은 어릴 때부터 시작되며 중년기나 노년기에는 동맥경화증의 합병증인 심장병이나 뇌졸중이 발생하는 것으로 생각되어 동맥경화증에 대한 예방은 어릴 때부터 시작하여야 한다.
혈관의 안쪽 막인 내막에 콜레스테롤이 침착하고 세포 증식이 일어나면 죽종이라는 것이 만들어진다. 내부는 죽처럼 물러지고 그 주위는 단단한 섬유성 막인 경화반으로 둘러싸이게 되는데, 이를 죽상경화라고 한다. 이렇게 불안정한 경화반이 파열되어 혈관 안에 혈전이 생기고 혈관이 급격하게 좁아지거나 막히는 현상을 죽상동맥경화증이라고 한다. 죽상 동맥경화증은 질병으로 나타나기 전까지는 증상이 없으므로 예방이 중요하다.
동맥경화의 재발생 위치는 속도와 전단응력 등과 같은 혈류역학의 인자들의 영향을 많이 받는 혈관형태를 가진 영역이다. 이러한 결과는 관상동맥에 동맥경화의 발생빈도를 조사한 결과와 일치하고 있으며, 즉 좌전 하행지, 회선지, 및 우관동맥 등의 동맥경화성 병변 발생빈도에서 좌전하행지가 가장 많은 빈도를 나타낸다. 따라서 동맥경화의 발생 및 재형성은 혈관의 동맥경화성 위험지역의 형태적 특징, 즉, 분지부의 위치, 길이, 각도의 변화 등에 따라 달라질 수 있음을 시사한다. 동일한 관상동맥이더라도 동맥경화의 발생이 용이한 형태가 있는데, 혈관의 형태학적 특성에 따란 혈류역학적 특성이 달라지고 동맥경화가 발생할 수 있는 가능성이나 진행과정이 차이가 날 수 있음을 말한다. 특히 임계치를 넘는 고전단응력은 혈관내피세포를 파괴하거나 손상을 주며, 반대로 임계치 미만의 저전단응력은 혈류의 정체시간을 길게 하여 양쪽 모두 동맥경화성 생물학적 반응을 유발 할 수 있며, 고전단응력과 저전단응력의 빈번한 맥동성 변화작용으로 혈관이 손상될 수 있는 한계범위를 넘어서게 될 때 내피세포의 방어체계를 파괴시키거나 혈관성형술후의 신내포세포 형성과정에서 생물학적 활성반응을 촉진하게 되는 환경을 제공하게 되어 동맥경화를 촉진한다고 할 수 있다. 즉 임계치 이상의 고전단응력이 나타나는 형태와 입구경계조건이 발생되면 내피세포 손상에 따른 혈전 현상의 발생가능성이 높아지며, 임계치 미만의 저전단응력이 발생되면 동맥경화성 죽상반 재형성에 영향을 미치게 한다. 결론적으로 동맥경화의 재발생의 기전은 변형된 혈관의 형태학적인 차이와 위치에 따라 서로 다른 혈류역학적 유발할 수 있는 물리적 환경을 제공하는 데에서 출발한다고 할 수 있다.$8.0{\sim}8.3$으로 알카리 쪽으로 이동하였다. 파일롯트 규모로 본 고정화 효소 충전탑(내경 30cm, 높이 85cm)에 의한 이성화당의 생산을 시도하였던바, 고정화 효소(350 IXIU/ml-R) 1리터가 30일동안에 약 293리터의 이성화당을 생산할 수 있는 것으로 나타났다.l plane에서 선수군(選手群)이 $62.7{\pm}7.36^{\circ}$로서 비선수군(非選手群)과 별(別) 차이(差異)가 없었고, horizontalplane에서는 선수군(選手群)이 $-23.5{\pm}7.2^{\circ}$로서 비선수군(非選手群)의 $-38.8{\pm}8.2^{\circ}$에 비(比)해 유의(有意)하게 높았으며 운동후(運動後) 양군(兩群) 모두 유의(有意)하게 높았다. QRS vector 길이에서 Frontal plane에서 선수군(選手群)이 $13.86{\pm}1.44\;mm$로서 비선수군(非選手群)의 $9.62{\pm}0.97\;mm$에 비(比)해 유의(有意)하게 높았으며 운동후(運動後)에도 유의(有意)하게 높았다. Horizontal plane에서도 선수군(選手群)이 $19.82{\pm}2.10\;mm$로서 비선수군(非選手群)의 $16.90{\pm}1.39\;mm$에 비(比)해 유의(有意)하게 높았고 운동후(運動後)에도 선수군(選手群)이 유의(有意)하게 높았다. 이상(以上)을 종합(綜合)해 보면 선수군(選手群)의 R파고(波高)가 비선수군(非選手群)에 비(比)해 운동후(運動後) 계속(繼續) 유의(有意)하게 높았고, $Rv_5$
활성산소 및 그의 반응산물들에 의해 노화가 진행되고, 특히 혈관의 노화인 동맥경화가 활성산소 및 지질과산화에 의해 유발된다면, 생체 내에서 끊임없이 생성되고 있고 경우에 따라 필수 불가결한 활성산소를 어떻게 잘 처리하는 가가 중요하다. 즉, 활성산소 발생정도에 대한 항산화능의 유도가 미치지 못한다면, 체내의 활성산소 및 그 생산물에 의해 노화, 동맥경화가 진행될 것이다. 활성산소의 생성계와 제거계의 balance가 잘 유지된다면 정상적인 노화로 자연사에 이르게 될 것이고, 이 balance가 깨어져 과도한 활성산소의 축적에 대해 제거계가 따르지 못할 경우에는 활성산소와 그 생산물에 의해 동맥경화와 비정상적인 노화가 진행될 것이다.
전세계적으로 발병 및 사망률이 높은 동맥경화증은 뇌졸중, 심근경색 등 심혈관질환의 주요 병증의 원인인 만성 염증성 질환이다. 동맥경화증은 지질 침착으로 인해 죽종(atheroma)이 형성되고, 혈전증이 유발되면서 관련 증상이 발생한다. 동맥경화증의 합성 치료제의 부작용 우려로 인해 생물 유래 항동맥경화 소재 개발의 필요성이 강조되고 있다. 이에 따라 동맥경화증의 개선 및 치료를 위한 바이오소재의 발굴 및 기전 규명 등 관련 연구가 활발히 수행되고 있다. 주로 동맥경화증 발병 관련 인자들을 조절하여 증상을 억제하거나 지연시키는 바이오소재들이 연구되고 있으며, 대표적으로 다당류, 폴리페놀, 코엔자임 Q10이 해당된다. 우수한 활성을 가진 바이오소재의 경우에는 생체 내(동물 모델)에서의 항동맥경화증 활성이 확인되었다. 본고에서는 동맥경화증의 발병 기전을 살펴보고, 항동맥경화증 활성이 보고된 바이오소재의 연구 동향 및 활용 전망을 제시하고자 한다.
배경: 에스트로겐이 동맥경화증의 진행을 억제하고 예방하는데 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌으나 그 기전은 아직 명확하지 않다. 본연구에서는 에스트로겐이 혈관의 확장에 중요한 역할을 하고 있는 nitric oxide와 동맥경화에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 뉴질랜드종 웅성 가토 40마리를 실험동물로 하여 정상식이군(ND), 정상식이와 0.02ig의 estradiol-2 patch 투여군(END), 0.5% 콜레스테롤 투여군(CD), 0.5% 콜레스테롤 투여와 0.02 $\mu\textrm{g}$의 estradiol-2 patch 투여군 (ECD)의 네군으로 나누어 12주간 실험을 하여 혈중 estradiol-2, nitric oxide, cholesterol 등을 측정하고 흉부동맥과 복부동맥의 동맥경화 병변을 관찰하였다. 결과: 혈중 estradiol-2의 농도는 ED, ECD 군에서 ND, CD 군보다 의의 있게 높았다. (p<0.0001). 혈중 nitric oxide 농도는 정상 대조군 (ND)을 제외한 나머지 세군(END, CD, ECD)에서 모두 의의 있게 감소하였다.(p<0.001). 혈중 콜레스테롤은 총콜레스테롤, LDL콜레스테롤, HDL 콜레스테롤은 CD, ECD의 두 군에서 모두 증가하였으나 의의는 없었다(p<0.05). 혈중 콜레스테롤과 중성지방의 농도는 에스트로겐에 의한 영향이 관찰되지 않았다. 흉부 및 복부동맥의 동맥경화 병변은 ND군과 END군에서는 발생하지 않았으나 콜레스테롤을 투여한 CD군과 ECD군의 두 군에서 현저하게 발생하였으며 혈관별 발생정도의 차이는 없었다. 에스트로겐에 의한 병변의 발생 차이는 관찰되지 않았다. 광학현미경상 동맥경화병변은 거의 지방을 탐식한 대식구의 증식으로 이루어졌었으며, 괴사나 섬유화 병변은 관찰되지 않았다. 전자현미경상에서는 내피세포의 광범위한 손상이 관찰되었다. 병리학적으로 에스트로겐에 의한 영향은 인정하기 어려웠다. 결론: 고지방식은 혈중 nitric oxide의 생산을 크게 저하 시키며, 그 원인으로는 지방의 과산화에 의한 내피세포의 손상때문인 것으로 추정된다. 또한 estradiol-2 patch 처치에 의해서 nitric oxide가 감소된 것은 그이유를 설명하기 곤란하나 성차이 및 에스트로겐의 투여방법에 의한 어떤 영향이 있었을 것으로 추측된다. 피부를 통한 에스트로겐의 투여는 혈중 콜레스테롤이나 중성지방의 농도에 영향을 주지 못했으며, 동맥경화의 진행에도 영향이 없었다. 에스트로겐의 동맥경화에 주는 영향에 대해서는 지속적이고 광범위한 연구가 더 필요할 것으로 사료된다.
위와 같은 결과로부터 개인마다 다르게 형성되는 혈관의 형상이 혈류역학적 특성을 변화시켜 동맥경화의 발생에 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다. 즉, 동일한 관상동맥일지라도 기하학적 형태변화에 따라 좌주간지의 길이가 짧을수록, 좌전하행지와 좌회선지의 분지부 각도가 넓을수록, 동맥경화의 발생이 용이한 형태가 되는데, 이로 미루어 혈관의 형상이 혈류의 유동조건을 변화시켜 혈관내피세포의 손상, 혈류의 정체시간 연장 등으로 나타나 동맥경화가 발생되는 인자가 된다.
본 연구에서는 동맥경화증의 발생에 관한 가설들을 혈류역학적 관점에서 비교/검토하였다. 혈류의 와류 현상, 분리현상 등도 역시 저전단응력 위치에서 발생하게 되며 동맥경화의 발생이 되기 시작하며 동맥내 형태학적 변화로 인해 이러한 현상이 좀더 복잡한 유동을 거치게 된다. 이로 인해 동맥내의 형태적 재형성이 일어나게 되는데 유동의 변화가 역할을 하는 것으로 생각된다. 생물학적으로 동맥경화는 질병의 성격이 만성 염증성 질환으로 알려져 있는데 이러한 생물학적 변성이 발생하는데 형태적 특성에 따른 혈류역학적 변화가 그 기전에 중요한 것임을 확인되었다. 본 연구자 등은 동맥경화가 발생하기 시작하는 곳은 혈관의 만곡부, 분지부 등에서 발생하는 것을 임상적 database를 통해 확인하였고 이 위치에서 영상을 simulation model을 동생 분석하여 전단응력의 영향과 시간에 따른 역동적 변화가 큰 것을 확인하였다.
동맥경화는 혈관이 좁아지면서 탄력을 잃어 혈액 순환 장애가 발생하는 질병으로, 최근 증가하는 심혈관 및 뇌혈관 질환의 잠재적 원인이 된다. 경동맥초음파 검사는 동맥경화 정도를 평가하여 심혈관 및 뇌혈관 질환의 예측인자로 사용되고 있다. 이에 본 논문은 경동맥초음파 검사에서 내중막 두께 증가와 여러 임상변수들 간 상관성을 알아보고자 하였다. 경동맥초음파검사 소견을 가지고 있는 환자를 대상으로 경미한 내중막 두께 비후, 경화반, 유의한 협착 3단계로 분류하였다. 경동맥의 동맥경화 정도와 신체적 특성(성별, 연령, 신체질량지수법, 혈압), 혈액검사(총콜레스테롤, 중성지방, 고밀도지단백질, 저밀도지방단백질, 크레아틴포스포키나제, 공복혈당)와 동맥경화도 검사에서 계측된 CAVI(Carotid Ankle Vascular Index : 혈관연령) 데이터를 수집하였다. 경동맥 내중막 두께는 고혈압, 고지혈증, BMI 등의 변수와 상관관계가 있었으며, 또한 CAVI가 증가될수록 심혈관계 질환의 위험요인과 상관관계가 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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