무릎 골관절염은 전 세계적으로 40세 이상의 인구에서 유병률이 약 23%에 달하는 것으로 추정되며, 골관절염으로 인한 의료 부담의 약 80%를 차지하는 흔한 관절 질환의 일종으로 보고되고 있다¹. 무릎 골관절염은 점진적 손상 및 퇴행성 변화에 따른 무릎 관절 연골의 파괴로 관절 주변 조직이 손상되어 염증 및 통증이 발생하는 노인성 근골격계 질환으로^2,3, 특히 여성에서 폐경 이후 에스트로겐의 감소, 하지의 구조적 특성과 이에 따른 운동학적 차이 등을 원인으로 남성보다 높은 유병률을 보인다⁴. 실례로 최근 발표된 국외의 역학 조사에 따르면 전 세계적으로 무릎 골관절염의 유병률은 60대 이상의 여성에서 급격하게 증가하는 양상이며, 노화와 비례한다는 점에서 향후 지속적인 고령화 현상과 더불어 유병률은 더욱 증가할 것으로 예견되어 이에 대한 사회적 관심이 필요할 것으로 보인다¹. 한편, 무릎 골관절염의 발병은 성별, 연령 등의 유전적 요인 외에도 비만, 교육 수준, 소득, 직업 환경, 흡연 등과 같은 다양한 요인에 영향을 받으며, 이 중에서도 비만은 무릎 골관절염의 발병과 가장 밀접한 관련이 있는 수정 가능한 요인으로 보고되고 있다^5,6.

체질량지수 25 kg/m² 이상으로 정의되는 비만은 병인학적으로 다양한 기전을 통해 무릎 관절의 점진적 퇴행을 초래하여 골관절염의 발병을 촉진하는 것으로 보고되고 있다^7-9. 구체적으로 비만에 따른 과도한 체중은 생체역학적 측면에서 관절에 가해지는 부하를 증가시키고, 인체 움직임의 비정상적인 변화를 유도하여 무릎 관절 연골을 손상하며^8,9, 생리학적 측면에서 비만으로 인한 만성적으로 낮은 수준의 염증 상태(systemic inflammation)는 관절 조직에서 이화 작용(catabolism)을 증가시켜 관절 연골의 결손을 초래하는 것으로 보고된다. 또한 비만과 더불어 허리둘레에 근거한 복부비만은 인체의 질량 중심을 전방으로 이동시켜 자세의 안정성을 무너뜨리고, 비정상적 보행 패턴을 유발하여 무릎 관절 연골의 손상에 기여한다^10,11. 결과적으로 비만과 복부비만의 동반은 비만 또는 복부비만의 독립적 상태보다 무릎 골관절염의 위험을 가중하는 것으로 보고된다¹². 이에 오랜 기간 비만 상태의 개선을 위한 체중 감량은 무릎 골관절염의 예방 및 치료에 주요한 전략으로 강조되고 있으나, 전 세계적으로 비만 인구와 비례하여 무릎 골관절염의 환자 수는 지속적인 증가 추세를 보이는 실정이다⁴.

한편, 근육은 관절에 가해지는 외력에 대응하는 힘을 생성하고, 관절 간에 적절한 힘을 전달하여 관절에 안정성을 제공하며, 손상을 지연한다¹³. 이에 근육 발달을 도모할 수 있는 근력운동은 골관절염의 예방 및 치료 전략으로 권고되고 있다¹⁴. 실제로 운동중재 연구에서 근력운동 집단은 무릎 관절에서 관절강의 협착률이 현저히 감소한 것으로 나타났으며¹⁵, 또 다른 연구에서 하지 근력운동은 하지의 내전 모멘트(moment)를 감소시켜 무릎 관절에 가해지는 하중을 감소시키는 것으로 관찰되었다¹⁶. 또한 근력운동에 의한 근육 발달은 근육 내 고유수용기의 민감도와 조정 능력을 향상시켜 관절에 가해지는 충격을 완화하고¹⁷, 무릎 관절의 연골위축을 감소시키는 것으로 보고된바 있다¹⁵. 이와 더불어 근력운동은 제지방량의 증가를 통한 안정 시 대사율의 향상과 만성 염증 및 인슐린 저항성의 개선을 유도하여 무릎 골관절염의 주요 위험 요인인 비만의 예방에도 기여하는 것으로 보고되고 있다¹⁸. 이러한 선행연구의 결과들을 종합해 보면 근력 운동은 비만의 개선과 더불어 근육 발달을 통해 생체역학적 측면에서 무릎 관절의 손상으로부터 보호적 역할을 하는 것으로 판단되며, 특히 생체역학적 측면에서의 역할을 고려할 때 근력운동은 비만으로 인해 관절에 가해지는 기계적 부하를 완충하여 무릎 골관절염의 예방에도 기여할 수 있으리라 예상된다. 하지만 예방적 측면에서 근력운동과 무릎 골관절염의 연관성을 조사한 기존의 선행연구들은 비만 상태가 무릎 골관절염의 주요 위험 인자임을 고려하지 않은 상태에서 근력운동과 무릎 골관절염의 단편적인 연관성 검증에만 국한되어 있는 실정이다¹⁵. 따라서 본 연구는 무릎 골관절염에 취약한 여성 노인을 대상으로 비만 상태와 무릎 골관절염의 관계에서 근력운동의 역할을 파악하고자 하며, 이를 토대로 비만 인구와 비례하여 무릎 골관절염 환자 수가 증가하는 현 상황에서 무릎 골관절염의 발병을 최소화하기 위한 기초자료를 제공하고자 한다.

본 연구는 여성 노인 1,266명을 대상으로 비만 상태와 무릎 골관절염의 연관성에 대한 근력운동의 역할을 검증하는 것을 주요 목적으로 하였으며, 다음과 같은 결과를 확인할 수 있었다. 첫 번째로, 체질량지수 및 허리둘레에 근거한 비만 및 복부비만 여부에 따라 비만 상태를 세 범주로 구분한 후 무릎 골관절염 노출에 대한 OR을 산출한 결과, 복합비만 집단은 정상 집단과 비교하여 무릎 골관절염에 노출될 확률이 유의하게 높은 것으로 나타났다.

비만과 복부비만에 따른 인체의 생체역학적 변화는 무릎 관절에 부하를 가중하며^8-11, 이러한 상황의 지속은 관절 연골의 손상을 누적하여 퇴행성 변화를 초래하고, 비정상적인 세포 활동을 통해 활막염(synovitis)을 유발하여 무릎 골관절염의 발병을 촉진한다²⁴. 또한 과도한 지방 축적은 지방세포에서 관절 조직의 이화작용을 유도하는 전염증성 사이토카인(inflammation cytokine)의 분비를 증가시켜 무릎 골관절염의 발병에 기여하며, 이러한 사실에 의해 비만과 복부비만은 무릎 골관절염의 발병에 인과적 역할을 하는 위험 요인으로 확립되어 있다. 새로운 사실은 비만과 복부비만의 동반이 무릎 골관절염의 위험을 가중한다는 점이다¹². 이는 최근 국내의 50세 이상 남녀 1,139,463명을 대상으로 진행된 코호트 연구를 통해 밝혀진 바 있다. 이 연구에서 비만과 복부비만을 동반하는 집단은 비만과 복부비만 중 한 가지만 해당하는 집단보다 무릎 골관절염의 위험이 유의하게 높은 것으로 확인되었고, 이는 여성에서 더욱 두드러지는 것으로 나타났다¹². 본 연구에서도 정상 집단과 비교하여 단일비만 집단에서 무릎 골관절염 노출에 대한 유의한 차이가 없었던 반면, 복합비만 집단에서 무릎 골관절염에 노출될 확률이 유의하게 높은 것으로 나타나 선행연구와 유사한 결과가 도출되었다. 이러한 결과들을 볼 때 무릎 골관절염에 대한 비만과 복부비만의 악영향은 누적되어 시너지(synergy) 효과를 나타내는 것으로 추측되며, 이에 공중 보건적 관점에서 중년 이후 비만과 복부비만을 동반하는 여성들을 중점으로 무릎 골관절염의 예방을 위한 집중적인 관리 전략이 필요할 것으로 판단된다.

한편, 무릎 골관절염의 노출에 대한 OR을 산출한 결과, 단일비만 집단과 정상 집단간 유의한 차이가 없었다. 이는 노년기 비만과 복부비만의 독립적 상태가 무릎 골관절염의 위험 증가와 유의한 관련이 있다고 보고한 선행연구들과 상반되며, 이러한 차이는 비만 상태의 구분과 대상자의 차이에 따른 것으로 추측된다. 즉, 비만과 복부비만 모두 무릎 골관절염의 위험 요인이고 두 상태가 공존할 확률이 높다는 점을 고려해야 하는데, 선행연구는 이를 구분하지 않고 무릎 골관절염에 대한 비만과 복부비만의 독립적인 위험을 조사하였으며, 이에 비만 또는 복부비만 집단에서 두 가지 모두를 동반하였을 가능성이 있다²⁵. 또한 본 연구는 대상이 여성 노인으로 한정하였으므로 폐경 후 에스트로겐의 감소와 노화를 원인으로 정상 집단에서도 단일비만 집단과 유사한 수준으로 무릎 관절의 퇴행성 변화가 일어났을 수 있으며, 선행연구와 본 연구의 차이는 이러한 원인들이 복합적으로 작용하였을 것으로 추론된다⁴.

두 번째로, 근력운동에 참여하는 집단과 참여하지 않는 집단 간에 무릎 골관절염 노출에 대한 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 이는 근력운동이 무릎 골관절염의 발병에 보호 역할을 한다고 보고한 기존의 선행연구들과 상반되는 결과로, 이러한 차이는 본 연구의 근력운동 조사에 대한 방법론적 한계에 따른 것으로 추정된다^15-17. 구체적으로 본 연구는 국민건강영양조사의 자료에 기반하였으며, 조사에서 근력운동 참여가 설문으로 진행되었고, 참여 시간, 기간에 대한 정보를 포함하지 않는다. 이에 근력운동 집단에서 규칙적으로 근력운동에 참여하지 않았거나, 무릎 골관절염에 대한 근력운동의 이점이 발휘되기까지 충분한 기간 참여하지 않아 편향된 결과를 초래했을 수 있다.

세 번째로, 비만 상태 및 근력운동 참여 여부에 따른 무릎 골관절염 노출에 대한 OR을 산출한 결과, 복합비만 집단 내에서 근력운동 집단은 근력운동에 참여하지 않는 집단에 비해 무릎 골관절염에 노출될 확률이 유의하게 높은 것으로 나타났다. 이와 유사한 연구로 Lee 등²⁶은 국내의 50세 이상 성인에서 근감소성 비만이 비근감소성 비만보다 무릎 골관절염의 위험과 더욱 밀접한 관련이 있다고 보고하였으며, Visser 등²⁷과 Long 등²⁸은 각각 네덜란드의 중∙노년층을 대상으로 한 횡단 연구와 메타 분석 연구를 통해 체지방량 대비 많은 골격근량이 무릎 골관절염을 예방할 수 있다고 보고한 바 있다. 이에 근력운동이 노화에 따른 근육 감소를 늦춘다는 점에서 본 연구 결과는 규칙적인 근력운동 참여가 중년 이후 비만과 복부비만을 동반하는 여성들의 무릎 골관절염을 예방하기 위한 독립적인 수단이 될 수 있음을 시사하는 것으로 판단된다.

한편, 본 연구의 정상 및 단일비만 집단에서 근력운동에 참여하는 집단과 참여하지 않는 집단 간에 무릎 골관절염 노출에 대한 유의한 차이가 없었던 이유는 명확한 파악이 어렵지만, 중년 이후 여성의 가사 일과 노동이 근력 감소 및 비만 상태와 음의 연관성을 나타내는 것으로 보고됨을 고려할 때, 근력운동에 참여하지 않는 집단에서 가사 일과 노동 참여로 인한 근육 감소 지연을 매개로 무릎 골관절염에 대한 보호 효과가 작용하였을 수 있으리라 예상된다^29,30. 통계적으로 유의하지 않았지만, 복합비만 집단보다 정상 및 단일비만 집단의 고용 비율이 높은 것으로 나타나(Table 1) 이러한 추론을 뒷받침한다.

결과적으로 본 연구는 여성 노인의 비만 상태와 무릎 골관절염의 관계에서 근력 운동의 역할을 파악한 결과, 복합비만 집단에서 무릎 골관절염에 대한 근력 운동의 이점을 확인하였다. 이러한 결과는 근력운동이 인체의 생리적 기능 저하와 폐경 이후 호르몬 변화 등 다양한 원인에 의해 비만 관리에 어려움을 겪는 여성 노인들의 무릎 골관절염 예방을 위한 주요 방법이 될 수 있음을 시사한다. 다만 본 연구에는 다음과 같은 제한점이 존재한다. 첫째, 본 연구는 횡단 설계된 연구로 결과에 대한 인과관계를 설명하지 못한다. 둘째, 연구 대상이 여성 노인으로 한정되어 있다. 셋째, 근력운동에 대한 조사가 설문으로 진행되었고, 조사에서 근력운동의 종류, 참여 시간, 기간에 대한 정보가 제공되지 않았다. 이에 본 연구는 무릎 골관절염의 예방을 위한 근력운동의 구체적이고 객관적인 정보를 제공하지 못한다. 넷째, 비만을 단순 체질량지수와 허리둘레로 정의하였다. 다섯째, 무릎 골관절염에 영향을 미칠 수 있는 약물, 인공관절 수술 여부에 대해 확인할 수 없었으며, 이러한 잠재적 공변량이 결과에 영향을 미쳤을 가능성을 배제할 수 없다. 따라서 추후에는 본 연구의 제한점들을 보완하여 다양한 성별 및 연령을 가진 사람들을 대상으로 신체 구성에 기반한 비만 상태를 고려하여 근력 운동의 종류와 참여 시간 및 기간 등의 구체적인 정보를 제공할 수 있는 중재 연구와 무릎 골관절염에 영향을 미칠 수 있는 잠재적 공변량을 제어한 종단 설계 방식의 연구가 필요할 것으로 판단된다.