겨울에 취약한 뼈! 뼈를 튼튼하게: 최고의 골다공증 예방법

겨울철 약해지는 뼈! 골다공증을 예방하는 최고의 방법은?

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저물어 가는 2018년의 세밑 한파가 한강을 얼릴 정도로 거세다. 31일까지는 강추위와 대설이 예상된다고 하니 날씨도 2018년을 떠나보내는 게 서운한가보다. 그리고 독감 유행 주의보도 발령된 상황이니 건강 관리에 신경 써 남은 2018년 마무리를 잘할 수 있길 기원드린다. 건강 관리는 사계절 필요하겠지만, 특히 겨울철에 더 신경 써야 하는 것이 있다. 바로 겨울철 ‘낙상’‘뼈 건강 관리’. 2018년을 보내는 마지막 날, 우리 몸의 기둥인 뼈(Bone)에 대해 알아보자(함께 읽으면 좋은 글: <생명의 기억을 전하는 뼈, 100만 년을 살아남다>).

첫눈 내린 날 길을 걸었지!~
느낌 있게… 엣지 있게…
어익후!~ 휘청~ 꽈당!~

겨울철이 되면 걱정되는 것 중 하나는 바로 ‘길을 걷다 넘어짐’이다. 특히 눈, 비가 온 다음날 기온이 떨어지면 곳곳이 빙판길이 되니 ‘넘어질 뻔한’ 아찔한 경험들이 누구나 있다. 이렇게 넘어지거나 떨어져 다치게 되는 낙상(fall)은 겨울철에 더 위험하다. 왜 그럴까?

인체의 뼈는 겨울철에 취약하다.
겨울철은 다른 계절에 비해 기온이 낮기 때문에 관절의 유연성이 떨어진다. 추위로 활동이 줄어들면서 관절 부위의 근육과 인대가 굳어져 유연성은 더욱 떨어진다. 또한 태양이 떠 있는 낮 시간도 다른 계절에 비해 줄어든다. 이처럼 줄어든 일조량으로 인해 인체의 비타민 D 합성도 부족하게 된다. 비타민D는 칼슘과 인의 흡수를 촉진해 뼈 건강을 책임지는 필수영양소로 부족하면 뼈는 약해질 수밖에 없다. 추운 탓에 외부 활동량이 줄어 햇볕을 쬘 시간이 줄어든 것도 원인 중 하나. 게다가 활동량이 줄면 근육을 움직여 뼈에 자극을 주는 시간도 줄어들 수밖에 없다. 겨울철의 이런 상황들은 뼈를 약하게 하는 원인이 된다.

이렇게 뼈가 약해진 상태에서 빙판길에서 넘어지기라도 하면 부상의 정도가 심할 수 있다. 특히 고령층은 더욱 위험할 수 있다. 젊은 층의 경우 손목이나 발목, 인대, 허리 손상이 주로 발생한다. 골절상보다는 인대 손상이 많은데, 방치하게 되면 후유증이 남아 일상생활에 불편함을 초래할 수 있다. 반면 고령층은 낙상으로 인해 고관절이나 척추골절상해를 입는 경우가 많다. 이런 골절상이 젊은 사람에게는 수술과 몇 주간의 입원과 재활치료로 회복이 되지만

노인의 경우는 며칠 내 사망으로 이어질 수 있어 아주 위험하다.

겨울철엔 낙상의 위험이 곳곳에 도사린다. 그로 인해 뼈가 손상될 수 있으므로 주의해야 한다. (출처: KBS)
겨울철엔 낙상의 위험이 곳곳에 도사린다. 그로 인해 뼈가 손상될 수 있으므로 주의해야 한다. (출처: KBS)

이렇듯 잦은 낙상 사고가 발생하는 겨울철에 주의해야 하는 인체 부위는 손목, 엉덩이 관절이다. 겨울 스포츠를 즐기다 스키 장에서 넘어졌을 때 주로 문제가 되는 부위는 무릎관절, 발목, 어깨뼈 골절과 탈구 등이다. 낙상 사고로 인한 부상을 최소화하려면 장갑이 필수며, 고령층의 경우 지팡이를 휴대하는 것이 좋다. 그리고 빙판길을 만나게 되면 펭귄처럼 체중을 약간 앞으로 실어 뒤뚱뒤뚱 걷는 것이 가장 안전하다. 만약 골다공증이 있는 사람이라면 비타민 D 생성을 위해 햇빛이 가장 좋은 시간대에 규칙적으로 산책하는 것이 필요하다.

운동은 뼈를 튼튼하게 만든다. 왜 그럴까?
빙판길 안전수칙을 숙지해 넘어지는 것을 방지하거나, 뼈의 부상으로 이어지는 것을 최소화해야 한다. 이를 위해서 겨울철이라도 뼈를 튼튼하게 하는 운동을 하는 것이 중요하다. 우리는 운동을 하면 뼈가 튼튼해진다는 걸 알고 있다. 하지만 어떤 원리로 뼈가 튼튼해지는 건지 잘 알지 못한다. 운동을 통해 뼈가 튼튼해지는 것은 근육의 장력이 뼈에 전달되어 발생한다. 이때 발생하는 효과는 바로 ‘압전효과’다.

‘울프의 법칙(Wolff’s Law)’이라 불리기도 하는 압전효과(Piezo-electric effect)는 압력이 조직에 부과될 때, 약간의 전하가 그 조직에 발생하는 것을 말한다. 여기서 Piezo-의 의미는 압력(pressure)이라는 뜻. 다시 말해, 물체에 힘을 가하여 신축시킨 순간에 전압을 일으키고 반대로 물체에 높은 전압을 가했을 때 신축하는 성질을 의미한다.

울프의 법칙은 독일의 외과 의사 줄리어스 울프(Julius Wolff, 1836-1902)에 의해 발견된 이론으로, 건강한 사람이나 동물의 뼈는 가해지는 부담이나 충격에 따라 변형된다는 이론이다. 뼈에 지속적으로 충격이나 부담이 가해지면, 뼈는 이에 적응하기 위해 더욱 단단하고 강해진다. 뼈의 내부 구성 조직인 골소주는 외부 충격에 의해 두꺼워지며, 뼈의 외부 조직 역시 이에 따라 변형된다. 반면 뼈에 가해지는 부담이 줄어들면 뼈는 다시 약해지는데, 이는 뼈의 경도를 유지하기 위해 유발되는 신진대사의 수고를 덜기 위한 것이다. – 위키 백과
뼈가 리모델링 되는 것은 압력에 적응하기 때문이다. 뼈에 가해지는 압력에 따라 스트레스 선이 그려진다. 생리학과 물리학의 만남(출처: 구글)
뼈가 리모델링되는 것은 압력에 적응하기 때문이다. 뼈에 가해지는 압력에 따라 스트레스 선이 그려진다. 생리학과 물리학의 만남(이미지 출처: 구글)

이 법칙에 의하면 뼈는 압력을 받는 방향으로 형성이 된다. 사람의 키가 수직방향으로 자라는 이유는 중력에 의한 스트레스를 수직 방향으로 받기 때문이다. 위 이미지에서 보듯 뼈의 생김새를 보면 관절 쪽 부분은 넓고, 뼈의 가운데 부분은 얇은 구조를 갖는데 관절 부분이 스트레스를 많이 받고 가운데 부분은 덜 받기 때문이다.

압전효과는 왜 중요한가? – 울프의 법칙

울프의 법칙은 칼슘이 스트레스의 반응 하에 놓이게 되는 상태를 말한다. 뼈는 큰 압력을 받으면 칼슘을 추가로 생성하여 스스로 강해지려고 한다.

뼈는 뼈세포(Bone Cell)와 뼈바탕질(골기질, Bone Matrix)로 구성되어 있다. 증가된 물리적 스트레스가 뼈에 가해지면 뼈바탕질은 이에 적응하기 위해 더욱 단단해지고 강해진다. 뼈의 내부 구성 조직인 잔기둥(골소주, Trabecula)은 외부 충격에 의해 두꺼워지며, 뼈의 외부 조직 역시 이에 따라 변형된다. 만약 뼈에 가해지는 물리적 스트레스가 줄어들면 뼈는 다시 약해진다. 다시 말해 뼈바탕질이 감소하고 얇아지는 것이다. 이는 뼈의 경도를 유지하기 위해 유발되는 신진대사의 수고를 덜기 위한 것이다(활동량이 줄어드는 겨울철에 뼈가 약해지는 것은 바로 뼈에 전달되는 스트레스가 줄어들기 때문).

혈류로부터 나온 칼슘을 뼈로 다시 축적시키는 뼈세포는 뼈모세포(골모세포, osteoblasts)이다. 이런 특성 때문에 뼈모세포는 적당하게 어떤 조직에서든 뼈에 침착될 수 있다. 하지만 뼈로부터 나온 칼슘을 혈류로 방출시키는 골조직 손실의 원흉이기도 한 뼈파괴세포(파골세포, osteoclasts)는 압전으로 전하를 띤 조직에서는 뼈를 파괴(칼슘 재흡수)할 수 없다.

그 결과 큰 압력을 받고 있는 뼈에서는 결과적으로 뼈의 부피가 증가하게 된다. 이러한 압전효과에 의한 울프의 법칙은 어떻게, 왜 갯솜뼈(해면골, Sponge bone, 뼈 몸통 내, 표면을 덮고 있는 얇은 층)의 잔기둥이 스트레스 선을 따라 놓이게 되는지 설명해 준다(아래 그림 참고). 이처럼

압전효과를 대변하는 울프의 법칙은 왜 손상이나 수술 후 안정된 직후, 움직임을 시작하는 것이 중요한지를 설명해준다. 더욱이 울프의 법칙은 움직임과 운동이 건강한 골격을 형성하고, 골다공증을 예방하는 데 있어 왜 그토록 중요한지를 보여 주는 것이다.

뼈는 압력을 받는 곳은 크고, 그렇지 않은 곳은 가늘다(이미지 출처: 구글)
뼈는 압력을 받는 곳은 크고, 그렇지 않은 곳은 가늘다(이미지 출처: 구글)

뼈에도 적용되는 과유불급!
불행히도 장점은 단점으로 표출되기도 한다. 과도한 스트레스가 뼈에 부과되었을 때(때로는 관절 표면에 부과될 수 있음), 과도한 칼슘이 그 뼈에 침착될 수 있다. 뼈조직이 더욱 치밀하게 됨으로써 신체는 뼈의 외표면을 따라 칼슘으로 대치되기 시작하는데, 그 결과 뼈돌기(골극, Bone spur)가 나타나며 퇴행성관절질환(Degenerative joint disease, DJD) 또는 골관절염(Osteoarthritis, OA) 상태가 된다.

그림에서 보듯 차이가 확연하다. 퇴행성관절질환은 관절연골(articular cartilage)의 파손(닳음)과 연골밑뼈(연골하골, subchondral bone, 관절연골 바로 아래에 위치해 있는 뼈)에 뼈돌기가 형성되는 특성을 가지고 있다. 퇴행성관절질환(DJD) 또는 관절염(OA)의 진행 과정은 관절에서 관절연골의 퇴행을 포함한다. 비록 퇴행성관절질환이 뼈와 관절의 상태이지만 원인은 이 구조에 부과된 과도한 물리적 스트레스 때문이다.

근육의 만성적 긴장은 뼈를 약화시킨다. – 스트레칭이 중요한 이유
근육의 과사용이 뼈 건강을 위협하지만 일상적인 스트레스 또한 근육을 긴장시켜 뼈 건강을 위협한다. 긴장한 근육은 지속적으로 근육에 붙어 있는 뼈를 잡아당기게 된다. 장력이 지속적으로 뼈에 발생하게 되는 것이다. 이러한 지속적인 잡아당김은 뼈와 관절에 스트레스를 준다. 결국 뼈를 퇴행성관절질환(DJD)인 관절염으로의 변화를 진행시킨다. 따라서 땀을 내는 운동을 규칙적으로 하면서 긴장된 근육을 풀어주는 스트레칭과 자세를 바르게 하는 습관을 가지도록 해야 한다.

빙판길에 넘어지려 할 때 '짠'하고 잘생긴 저승사자 나타나지 않습니다. 오직 운동만이 뼈를 구해줍니다(이미지 출처: tvN).
빙판길에 넘어지려 할 때 ‘짠’하고 잘생긴 저승사자 나타나지 않습니다. 오직 운동만이 뼈를 구해줍니다(이미지 출처: tvN).

■ 겨울철 뼈를 튼튼하게 & 낙상 예방 안전 수칙
1. 꾸준한 운동으로 뼈, 근육을 튼튼하게 한다.
2. 뼈 건강에 도움이 되는 칼슘이 풍부한 야채를 섭취한다.
3. 빙판길을 걸을 때 무게 중심을 앞으로 한 후 펭귄처럼 뒤뚱뒤뚱 천천히 걷는다.
4. 외출 시 장갑을 착용하며, 주머니에 손을 넣지 않는다.
5. 그늘진 곳 피하고 햇볕 잘 드는 길로 다닌다.
6. 굽이 낮고 미끄럼 방지 기능이 있는 신발 착용한다.
7. 노인들은 넘어졌을 때 주변에 도움을 청한다.


함께 읽으면 좋은 글: 
<생명의 기억을 전하는 뼈, 100만 년을 살아남다>


참고: <임상운동학 : 뼈대계와 근육의 기능>, Joseph E. Muscolino 지음 | 김경 옮김 | 엘스비어코리아(2011)
참고: <인간의 몸 – 물리적.심리적.사회적 인간의 몸에 관한 모든 것> 데릭 홀 지음 | 김윤택, 서주현 옮김 | 에코리브르(2007)
참고: <위키백과>

By 푸샵 이종구: <남자들의 몸 만들기, 2004> 저자
[개인/임상/재활 운동사, NSCA-CPT, 스포츠영양코치, 생활스포츠지도사]