연구배경과 목적: 지첨용적맥파는 광학기술을 이용하여 손가락 끝에서 혈액용적의 변화를 측정하여 맥파를 검출하는 기술로서, 지첨용적맥파에 대한 시간영역 파형분석을 통해 혈관의 노화정도를 파악할 수 있음은 이미 잘 알려진 사실이다. 이에 본 연구자는 시간영역 파형분석을 통해 혈관노화지표를 얻을 수 있다면, 주파수영역분석법을 통해서도 혈관노화지표를 얻을 수 있을 것으로 가정하였다. 본 연구에서는 주파수영역에서 혈관노화지표를 찾기 위해 건강한 성인들을 대상으로 지첨용적맥파를 측정하고 주파수영역에서 분석하여 고조파가 혈관노화 지표로서 활용될 수 있는가 여부를 결정하고자 한다. 연구방법: 건강인 390명(남자 174명과 여자 216명)을 대상으로 안정 후 앙와위에서 30초 동안 지첨용적맥파를 검출하였다. 검출한 맥파신호에서 기저선이 비교적 안정된 5-6개의 맥파주기를 선택하여 시간영역 파형분석을 통해 얻어지는 혈관노화지표인 승각시간, 경화지수, 반사지수, 가속도맥파를 구하였다. 주파수영역분석을 위해서는 빠른 퓨리에변환(FFT)를 실시하여 고조파 성분을 추출하였다. 특정점 검출을 위해서는 AcqKnowledge software의 peak detector 기능을 이용하였다. 연구결과: 표준화된 고조파 파워는 연령증가에 따라 유의하게 감소하였다; nPWR2 (r=-0.286, p<0.0001), nPWR3 (r=-0.482, p<0.0001), nPWR4 (r=-0.564, p<0.0001), nPWRS (r=-0.467, p<0.0001) 및 nPWR6 (r=-0.263, p<0.0001). 표준화된 고조파 파워의 logarithmic scale에서 연령증가에 따라 보다 강한 선형적인 감소가 나타났다; Ln(nPWR2) (r=-0.281, p<0.0001), Ln(nPWR3) (r=-0.492, P<0.0001), Ln(nPWR4) (r=-0.621, P<0.0001), Ln(nPWRS) (r=-0.487, P<0.0001) 및 Ln(nPWR6) (r=-0.273, P<0.0001). 승각시간, 반사지수, 경화지수를 독립변수로 한 중회귀분석에서 Ln(nPWR2) (R-squared=0.451), Ln(nPWR3) (R-squared=0.471) 및 Ln(nPWR4) (R-squared=0.432)는 비교적 잘 설명되었으나, Ln(nPWRS) (R-squared=0.232) 및 Ln(nPWR6) (R-squared=0.183)는 비교적 잘 설명되지 않았다. 결론: 건강인의 지첨용적맥파에서 기준 주파수로 표준화한 고조파 파워는 연령증가에 따라 감소였으며, 주파수영역분석이 가지는 특성을 고려해 볼 때 표준화된 고조파 파워는 기존의 시간영역 파형분석을 통해 얻어지는 혈관노화지표에 비해 잡음에 의한 오차가 보다 적을 것으로 기대된다. 따라서 우리는 표준화된 고조파 파워가 간편하고 용이하게 혈관노화를 반영하는 새로운 지표로서 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
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.
대부분의 당뇨병성 합병증은 혈관을 매개로 진행되며, 당뇨병성 혈관질환은 당뇨병환자의 가장 흔한 사망 원인이다. 당뇨병의 관리가 개선되면서 당뇨병환자의 평균수명은 크게 늘어났는데, 혈관질환의 발생 위험성은 시간이 지나면서 자연적인 노화현상과 함께 점점 더 커지므로, 제대로 된 당뇨병의 관리는 혈당 조절 그 자체뿐 아니라 혈관의 손상을 억제하는 노력이 반드시 포함되어야 한다.
콩팥의 모세여과관문은 토리모세혈관, 내피세포, 혈관사이바탕질, 토리바닥막, 발세포로 구성되어 있다. 콩팥의 노화가 일어나게 되면 형태학적 변형이 일어난다고 보고되었는데, 그 중 흰쥐의 경우 생쥐나 사람보다 노화에 따른 토리의 형태가 다양하게 관찰된다는 보고가 있다. 하지만 이런 연구들은 대부분 단면 위주로, 형태변화에 관한 입체적인 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 3개월이 지난 성숙한 흰쥐와 24개월이 지난 노화 흰쥐의 토리 모세여과관을 비교하여 그에 따른 형태변화를 광학 및 투과전자현미경을 이용하여 관찰하였으며, 이러한 결과를 바탕으로 연속절편을 통해 컴퓨터 프로그램을 기반으로 한 3차원 재구성을 시행하였다. 그 결과 노화 흰쥐의 토리에서 요공간의 확장, 모세혈관 내피세포의 변형, 토리바닥막의 비대, 혈관사이바탕질의 확장을 관찰할 수 있었다. 또한 3차원 재구성을 시행한 결과 노화 흰쥐의 토리에서 바닥막 경계의 붕괴 현상, 발세포 핵막의 조각화와 분절 양상, 발세포 세포돌기의 부분적인 수축과 세포돌기의 가늘어짐으로 인한 여과틈새의 확장을 관찰할 수 있었다. 이상의 결과로 미루어 볼 때, 노화가 진행되면 토리의 여과관문의 변형으로 인하여 콩팥의 생리학적 역할과 조절이 영향을받을 것으로 사료된다.
The conventional studies of the aging effect on cardio-vascular system are mostly obtained from human experiences and can only provide local information. In this study, the effect of fatigue fracture of arterial wall on the blood pressure was investigated by hemodynamic analysis. The aging process was simulated with three stages. The pulse wave velocity increased with age. The systolic blood pressure increases consistently but diastolic blood pressure decreases with age. The simulated results show in good accordance with the clinical ones.
동맥에서의 맥파전달 속도는 동맥 혈류와 혈관벽의 상호작용에서 유발되며, 동맥경화, 당뇨합병증 등의 진단 등에 널리 사용되고 있다. 증가된 맥파전달속도는 혈관 노화 및 여러 병리학적 상황과 연관된 것으로 보고되고 있다. 따라서 이 글에서는 이러한 동맥 맥파전달속도의 생체유체역학적 발생 기전 및 의학적 중요성에 대하여 논의하며, PWV진단의 문제점 및 향후 발전방향에 대해서도 기술한다.
본 연구에서는 심장의 세포 변화에서부터 혈류 순환의 시스템 변화까지 일련의 과정을 시뮬레이션 할 수 있는 통합모델을 개발하였다. 본 통합 모델을 이용하여 대동맥의 탄성도 변화 따른 Pulse Wave Velocity를 추정하였으며 심근의 수축 Mechanics의 변화를 시뮬레이션 하였다. 심장은 단순한 구 형상으로 모델링 되었다. 특히 동맥순환의 특성인 Wave propagation 과 Wave deflection의 현상을 모델링하기 위해 기존 모델에서 사용된 동맥계 순환 모델을 수정하였다. 즉 기존의 동맥 모델을 1차원의 운동방정식과 연속방정식을 기반으로 하는 Distributed arterial model로 대체하였다. Distributed arterial model은 혈액의 점성에 의한 에너지 손실, 혈관의 점탄성 효과 그리고 분지 되는 혈관에서의 에너지 손실을 포함하는 정교한 동맥 순환 모델이다. 정교한 동맥계 순환 모델의 동맥 탄성도 값을 조절함으로써 탄성도 변화에 대한 PWV를 계산 할 수 있었다. 이러한 수치적 방법을 사용하여 노화에 따른 동맥벽 탄성도의 저하가 심근세포의 Cross-bridge 동역학에 미치는 영향을 시뮬레이션 하였다.
년령이 증가함에 다라 치아도 신체 다른부위와 같이 노화현상이 나타나는데, 특히 보존영역에서는 상아질 및 치수의 노화에 대한 지식은 매우 중요하다고 생각된다. 일반적으로 상아질 및 치수의 노화는 치수강이나 치근관내 석회화된 조직의 양이 증가하고 세포나 혈관의 수가 감소되는 현상으로 나타나며, 임상에서는 흔히 치수강이나 치근관내 pub stone이나 dystrophic calcification을 발견하게 된다. 이러한 노화현상은 년령이 증가한다는 요소외도 우식, 마모, 교모, 또는 치과시술등이 그 원인이 된다고 알려져 있으며 실제 젊은환자에서도 상아질 및 치수가 노화되어 있는 치아를 볼 수 있다. 그러나 대개 년령적으로는 50세에서 60세사이의 환자에서는 치아의 노화가 있을수있는 가능성이 많다고 알려져 있으므로 임상에서 이점을 고려해야될 것으로 생각되며, 또 한가지는 상아질 및 치수에 이와같은 치유의 능력이 저하된다는 사실이다. 이러한 사실은 우리가 광범위한 충전물을 가진 치아에서 치수복조술을 시행할때는 충전물이 없고 우식이 생긴 치아에서 시술여부를 결정할 때 매우 중요한 점이 되고있는것 처럼 보존시술시 고려되어야 할 중요한 점으로 생각된다. 노인에서 보존치료의 결과는 환자가 신장질환이나 위장병, 폐결핵, 당뇨병등 만성적인 전신 질환을 가지고 있는 경우에는 그 치유가 지연되는 경우가 있기는 하나 시술시에 이러한 사실과 년령증가에 따른 치수 및 상아질의 형태학적 변화나 생리적변화등을 고려해서 치료술식을 약간 달리하면 젊은 환자에서와 똑같은 결과를 가져 올수 있다는 확신 또는 중요하다고 보겠다. 본 난에서는 노인환자의 보존치료시에 임상에서 고려해야할 사항들을 충전시술시와 근관치료시로 나누어서 각 시술 별로 간단히 살펴보조져 한다.
Hutchinson-Gilford progeria 증후군(syndrome) (이하 HGPS)은 심혈관 및 뇌혈관 질환의 조기 이환율을 갖는 드문 진행성 조기 노화 증후군이다. 임상증상은 매우 다양하여 성장 부진, 경피증, 탈모증, 골다공증과 같은 비특이적 증상 외에도 가속화된 혈관 노화에 의해 유년기 및 청소년기에 발생하는 고혈압과 심뇌혈관 질환을 포함한다. HGPS 환자에게 자기공명 혈관조영술은 무증상 뇌졸중 또는 혈관 변화를 조기에 진단하고 뇌혈관 질환의 위험성 증가를 평가하기 위해 권장된다. 이 증례 보고는 전형적인 임상 특징을 보인 5세 환아에서 유전자분석으로 확진된 국내 두 번째 HGPS이며, 뇌 자기공명 혈관조영술 소견을 제시한 국내 최초 영문 증례 보고이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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