fallight.com :: 경주마 굴건에 대한 이해

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■ Horse Story

경주마의 운동 기능을 심각하게 손상시키는 굴건 질환에 대한 이해를 위해서 굴건에 대한 생리적인, 그리고 역학적인 기능을 알아보고자 한다.
‘건(Tendon)’은 한쪽 관절이 뼈(Bone)에 부착되어 다른 관절의 뼈에 다른 한쪽이 연결되어서 근육에 의해서 생긴 힘을 수동적으로 전달함으로써 말을 움직이게 한다. 건은 기능적으로 체충을 지지하는 기능과, 관절을 구부리고 뻗고, 회전하는 기능의 두 가지로 구분될 수 있다. 관절에 위치한 건들은 말의 다리를 정확한 위치에 놓을 수 있도록 잡아주기 위하여 강직성이 좋은 반면, 체중을 지지하는 기능을 가진 말의 사지에 굴건은 관절에 위치한 건들에 비하여 탄력성이 높다.
말 머리쪽을 전, 꼬리쪽을 후라고 할 때, 앞다리의 무릎 후면에서 구절 및 발굽내에 있는 3지골 후면까지 연결되어 있는 건을 ‘굴건’이라고 하고, 반대로 전면에 있는 건을 ‘신건’이라고 한다. 굴건이 수축하면 무릎에서 발굽까지 연결된 골이 굽혀지고 연결동작으로 신건이 수축되면서 동시에 탄력성이 있는 굴건이 신장되면 무릎에서 발굽이 앞으로 쭉 뻗게 된다. 굴건에는 피부에 가까이 있는 천지굴건, 그리고 천지굴건과 3중수골(전지) 또는 3중족골(후지) 사이에 심지굴건이 존재한다.
무릎 관절(앞다리는 완관절, 뒷다리는 비절)과 발굽 사이에는 구절(중수골 또는 중족골과 제1지골 사이의 관절), 제1지골 관절(1지골과 2지골 사이의 관절), 제2지골 관절(2지골과 3지골 사이의 관절) 등이 존재한다. 경주마가 최대 속도로 운동하는 것을 습보(Gallop)라고 하는데, 습보를 할 때에 말과 기승자의 무게를 다리 하나로 지면에 닿고 있는 모습을 볼 수 있다. 이 때의 구절은 사지가 지면에 닿고 있는 정상 지세에서 보여 주는 각도에 비하여 과도하게 꺾여 있는 각도를 형성하며, 이 때의 힘의 전달 및 지지하는 일부를 신장된 굴건이 담당한다. 굴건은 이 때 발생되는 많은 에너지와 충격을 흡수한다. 이 충격과 에너지는 건에 미세한 손상을 축적시키게 되며, 과도한 충격은 굴건을 손상시킨다.
건은 기승자의 무게, 주로의 딱딱함, 그리고 주행 속도 등의 외부 인자에 영향을 받게 된다. 건에 충격을 주는 운동을 반복하게 되면, 굴건에는 에너지의 축적과 발산이 반복된다. 말의 천지 굴건에서 발생되는 열에 대한 조사에 의하면 습보시에 45℃가 기록되었다. 실험적으로 이 온도에서는 건세포(Tenocyte)가 견딜 수 있음을 보여주었지만, 종양 세포를 파괴시킬 수 있는 이 온도는 건세포의 대사과정을 방해하거나 건 세포외액 물질들에 대한 변성을 발생할 수 있다.
건을 현미경적인 구분으로 3가지 형태의 세포(Tenocyte)가 정상적인 말에게서 발견된다. TypeⅠ은 가늘고 납작한 핵을 가진 세포 형으로 독립적으로 존재하며, 이들 세포가 있는 조직은 전체적으로 잔잔하게 물결이 있는 모양을 보여준다. Type Ⅱ는 좀더 둥글고 굵은 형태로 옆 세포와 줄지어 나열되는 형태로 관찰되며, Type Ⅲ은 둥근 핵을 가지며, 연골세포 형태를 지니고 있다.

건은 주로 세포외 물질들로 이루어지며, 65%가 수분이며, 30%는 콜라겐(Collagen) 나머지 5%가 비콜라겐성 당단백질(Non-Collagenous Glycoproteins)이다. 어린 말에게서는 주로 콜라겐 사이에서 Type Ⅱ가 발견되나, 성장하면서 Type Ⅰ세포가 주로 보여지며, 콜라겐 섬유소(Collagen Fibrils)로 선형으로 관찰된다. 이런 콜라겐 섬유직들은 혈관과 신경이 존재하는 느슨한 결제 조직들에 의해서 분리된다. 압축력을 받는 구절 부위의 천지 및 심지 굴건에서는 연골과 같은 물질 및 Type Ⅲ가 많이 보인다. 대사활동은 명백히 밝혀지지 않았지만, 건의 세포외액을 유지하는 기능은 주로 Type Ⅱ와 Type Ⅲ 세포에 있다. 천지굴건 내의 세포수(數)는 말이 성장하면서 증가하나, 말의 성장이 끝나면 일정수준에서 유지된다. 대체적으로 세포가 적게 존재하는 중수골 중간부 부부의의 천기 굴건은 어린 말에 있어서도 세포수가 많지 않으며 성장에 비례하지 않는다. 이외에 건을 싸고 있는 막인 건초(Tendon Sheaths) 내에는 성장인자인 Transforming Growth Factor(TGF)-β 대사와 관련이 있는 여러 세포가 존재한다. TGF-β의 합성 및 분포는 말의 나이에 따라 달라지나, 어린 말 굴건내에서 가장 많이 관찰된다. 그러나 말의 근 골격계가 성장이 끝나면 감소되는데, 이는 건세포의 합성활동이 상대적으로 감소한 결과이다.
콜라겐은 건의 건조 무게의 80%를 차지하며, 이의 95% 이상이 콜라겐 Ⅰ형이다. Ⅱ형 콜라겐은 관절 연골 부위에 존재하며, Ⅲ형 콜라겐은 건 내부에 존재하는데, 말의 나이가 많아질수록 건의 중앙에 Ⅲ형 콜라겐 양이 증가한다. 또한 임상증상이 발현되지 않을 정도의 건 손상에서도 Ⅲ형 콜라겐이 증가한다.
비콜라겐성 당단백질에는 Cartilage Oligometric Matrix Protein(COMP)가 대부분을 차지하는데, 갓 출생된 망아지의 천지 굴건 중간부에서는 COMP가 아주 낮은 수치로 존재하지만 운동을 시킨 2세말에서 최대한 증가하며, 나이가 들수록 COMP 수치가 감소한다. COMP는 콜라겐 분자들을 결합시켜서 콜라겐 섬유소를 이루는 기능을 가지고 있는 것으로 가정되고 있다. COMP가 축적된 이후에 운동량을 줄여도 COMP 양은 큰 변화가 없다. 그러나 성장기에 운동량이 없으면 건에는 COMP 축적이 결핍된다. 골격근이 성장함에 따라, 건에 존재하는 COMP 수치와 건의 강도는 비례적인 상관관계가 있다. 성장기 말에 있어서의 건은 과도한 운동에 쉽게 손상을 입게 되며, 반면에 운동을 하지 않고 성장되는 말은 건의 발달에 제한이 있다.

콜라겐 섬유의 물결이 이는 모양에서의 파형 각이나 길이는 운동과 말의 나이와 함께 건의 중간부에서 가장 감소한다. 이는 굴건이 신장되었을 때 즉, 콜라겐 섬유가 쭉 펼쳐질 때 굴건의 중간부가 가장 파손되기 쉬운 부분이 될 수 있음을 나타낸다.
건의 혈액공급은 근육조직과 연결된 근위부와 관절내 골에 부착된 원위부, 그리고 건의 중간부에서는 건을 따라서 나란히 배열된 동맥과 정맥에서 문합으로 형성된 많은 혈관으로부터 비롯된다. 말의 천지 굴건은 허혈로 인한 병리학적 손상이 많은 것으로 보아, 천지 굴건에서는 이들 혈관이 중요하다. 과거에는 건에 대한 혈액공급은 빈약한 것으로 알고 있었으나, 1993년의 방사선 동위원소 조사에 의한 연구 결과에 의하면 천지 굴건으로의 혈액 공급은 휴식을 취하고 있는 말의 골격근에 공급되는 혈액 공급량과 비슷하다고 한다. 어린 말의 혈액공급은 성장이 끝난 말에 비하여 많으며, 3세 이후부터는 점점 감소한다. 운동을 하는 말에 있어서의 하중을 받고 있는 건은 혈량이 감소하지만, 하중을 받지 않은 상태에서는 혈액 공급은 200% 정도 증가한다. 손상을 입은 건은 다른 한 쪽 다리의 건의 손상을 입지 않아도 양쪽 건 모두 300% 이상의 혈량이 증가하게 된다. 이는 천지굴건 손상이 양축성 발생 성질이 있음을 나타내기도 한다.
굽 지세는 천지 굴건과 계인대에 미치는 하중에 대한 중요 인자이다. 뒷굽에 비하여 굽 앞을 낮추는 것, 또는 앞굽에 비하여 뒷굽을 높이는 것은 구보시에 심지 굴건에 대한 하중을 감소하고, 계인대 및 천지 굴건에 대한 부담을 증가시킬 수 있다. 더러브렛의 앞 발굽이 길고 뒷굽이 낮은 것은 천지 굴건염에 대한 방어에 도움이 된다.
경주마의 건염 발생은 말의 주행속도와 상관관계가 있다. 속도가 빠르면 천지 굴건에 대한 긴장도가 높아지게 된다. 바닥이 딱딱한 주로에서 말의 속도는 말굽이 푹푹 빠지는 주로에 비해서 빠르다. 따라서 마르고 딱딱한 주로에서 경주하는 말은 건염 발생률이 높아지게 된다.

나이가 많아지거나 천지굴건이 버틸 수 있는 한계치를 넘는 경주거리를 하는 경우에 건염 발생 가능성이 높아지게 되며, 체력이 소지된 경우에 결승선 가까이에서 천지 굴건에 전달된 최고의 하중을 견디지 못하여 천지 굴건염 발생 위험이 높게 된다. 외형적인 임상 증상이 없는 상태에서 천지굴건 내부 조직의 퇴행성 변형은 양측성으로 발전되어 천지 굴건염이 발생될 수 있으므로 예방조치를 위한 정기적인 초음파 검사가 필요하다.