연관통

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1. 개요
2. 특징
3. 기전
4. 예시
5. 실험적 연구 방법
- 5.1. 알고제닉 물질 (Algogenic substances)
- 5.2. 전기 자극 (Electrical stimulation)
6. 임상적 진단 및 치료에서의 활용
참조

1. 개요

연관통은 통증의 원인 부위와 다른 부위에서 느껴지는 통증을 의미한다. 통증의 강도와 기간에 비례하며, 중추 과흥분성이 연관통의 범위와 정도에 영향을 미친다. 연관통의 기전으로는 수렴-투사 이론, 수렴-촉진 이론, 축삭-반사 이론, 과흥분성 이론, 시상-수렴 이론 등이 제시되었으나, 아직 명확한 합의는 없다. 심근 허혈, 아이스크림 두통, 환상 사지 통증 등이 연관통의 예시로 제시되며, 임상 진단 및 치료에 활용된다. 실험적으로는 알고제닉 물질 투여, 전기 자극 등을 통해 연구하며, 케타민이 연관통 차단에 효과가 있다는 연구 결과가 있다.

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연관통
개요
정의	통증 자극 부위가 아닌 다른 위치에서 느껴지는 통증
추가 정보
관련 질환	내장질환, 심근 경색 등
관련 증상	어깨 통증, 팔 통증 등
기전
기저	신경의 수렴-투사 이론 흥분성 시냅스 입력의 합산 및 역치 초과 중추 신경계의 과민성
기타 용어
관련 용어	연관통, 연관통증, 이소성 통증

2. 특징

연관통의 크기는 원인이 되는 통증의 강도 및 기간과 비례한다.^[16] 시간적 가중은 연관통, 특히 근육통을 유발하는 중요한 기전 중 하나이다.^[16] 중추 과흥분성은 연관통의 범위와 정도를 결정하는 데 중요한 역할을 한다.^[16]

만성 근골격계 통증 환자는 일반인보다 넓은 범위에서 연관통을 경험하며,^[16] 특히 통증 부위의 근위(몸통에 가까운 쪽)로 확산되는 경향이 있다.^[16] 연관통 부위에서는 다양한 감각 변화가 나타나므로, 정확한 평가를 위해서는 다양한 감각 검사를 병행해야 한다.^[16]

연관통은 통증의 원인 부위와 같은 쪽에서 나타나는 경우가 많지만, 반드시 그런 것은 아니다.^[17]

3. 기전

연관통은 여러 가지 기전이 제안되었으나,^[18] 현재 어느 기전이 옳은지에 대한 명확한 합의는 없다. 심장의 일반 내장 감각 통증 섬유는 교감신경을 따라 척수로 돌아가며, 흉추 등쪽 척수 신경절 1-4(5)에 신경 세포체가 위치한다.

일반적으로 흉부와 복부에서 일반 내장 구심성(GVA) 통증 섬유는 교감 신경 섬유를 따라 전신경절 교감 신경 섬유가 발생한 것과 동일한 척수 분절로 되돌아간다. 중추 신경계(CNS)는 심장의 통증을 흉추 척수 분절 1-4(5)에서 공급되는 신체의 체성 부분에서 오는 것으로 인식한다.

전형적으로 심근 경색과 관련된 통증은 심장이 실제로 위치한 가슴의 중간 또는 왼쪽 부분에 위치한다. 통증은 턱의 왼쪽과 왼쪽 팔로 방사될 수 있다. 심근 경색은 드물게 연관통으로 나타날 수 있으며, 이는 일반적으로 당뇨병이나 고령인 사람에게 발생한다.^[19] 또한, 신체 벽과 상지의 피부 분절은 심장의 일반 내장 감각 섬유와 동일한 등쪽 척수 신경절(T1-5)에 신경 세포체가 있고, 척수 분절(T1-5)의 동일한 2차 뉴런에서 시냅스를 형성한다. CNS는 통증이 신체 벽에서 오는지 내장에서 오는지 명확하게 구분하지 못하지만, 신체 벽의 어딘가(흉골 하부 통증, 왼쪽 팔/손 통증, 턱 통증)에서 오는 것으로 인식한다.

하위 섹션에서는 수렴-투사 이론, 수렴-촉진 이론, 축삭-반사 이론, 과흥분성 이론, 시상-수렴 이론 등 연관통의 기전을 다룬다.

3. 1. 수렴-투사 이론 (Convergent-projection theory)

19세기 말 W.A. 스터지(W.A. Sturge)와 J. 로스(J. Ross)의 연구, 그리고 20세기 중반 T.C. 루치(T.C. Ruch)의 연구를 바탕으로 한 이론이다.^[3] 수렴-투사 이론은 서로 다른 조직에서 오는 통각 수용기 신경섬유(구심성 신경섬유)가 척수의 동일한 신경세포에 모여(수렴) 통증 신호를 전달한다고 설명한다. 이 이론은 연관통이 척수 분절 수준에서 발생하며, 국소 통증(자극 부위의 통증)이 심해지면 연관통도 함께 심해지는 현상을 설명한다.^[3]
비판

국소 통증 자극 후 연관통이 발생하기까지 시간 지연이 있는 이유를 설명하지 못한다.
실험적 증거에 따르면 연관통은 종종 일방향으로만 나타난다. 예를 들어, 전경골근의 국소 통증은 발목 복부에서 연관통을 유발하지만, 반대 방향으로의 연관통은 실험적으로 증명되지 않았다.
국소 통증 자극과 연관통 자극의 역치(threshold)는 서로 다르지만, 이 모델에 따르면 둘은 동일해야 한다.^[3]

3. 2. 수렴-촉진 이론 (Convergence-facilitation theory)

1893년 J. 매켄지(J. Mackenzie)는 스터지와 로스의 아이디어를 바탕으로 수렴-촉진 이론을 제시하였다.^[3] 그는 내장 기관이 자극에 둔감하다고 생각했다. 또한, 척수에 지속적인 통각 입력이 가해지면 "과민성 초점"이 형성되어 일부 자극이 연관통으로 느껴진다고 보았다. 그러나 그의 이론은 내장통을 무시했기 때문에 비판을 받았다.^[1]

최근 중추 감작(central sensitization)이라는 개념이 등장하면서 이 이론은 다시 주목받고 있다. 중추 감작은 말초 신경의 반복적인 자극으로 인해 척수 배측 뿔(dorsal horn)이나 뇌간의 뉴런이 민감해져 약한 신호에도 반응하게 되는 현상이다. 실험실 연구에서 나타난 연관통 발생의 지연은 중추 감작이 형성되는 데 필요한 시간으로 설명될 수 있다.^[1]

3. 3. 축삭-반사 이론 (Axon-reflex theory)

구심성 신경섬유가 척수 후각(배쪽 뿔)에 연결되기 전에 분지된다는 이론이다. 분지된 섬유는 근육, 피부 및 척추간 원반에 존재한다.^[1] 그러나 이러한 특정 뉴런은 드물며 전신을 대표하지 않는다. 축삭 반사 이론은 또한 연관통이 나타나기 전의 시간 지연, 국소 통증과 연관통을 자극하는 역치 차이, 그리고 연관통 부위의 체감각 감각 변화를 설명하지 못한다.^[1]

3. 4. 과흥분성 이론 (Hyperexcitability theory)

과흥분성 이론은 연관통에 중추 기전이 없다고 가정한다. 그러나 한 가지 지배적인 중추적 특성이 있다고 설명한다. 유해 자극과 동물의 척수 배측 뿔에서의 기록을 포함하는 실험에서, 연관통 감각은 근육 자극 후 몇 분 후에 시작되었다는 것이 밝혀졌다. 통증은 원래 수용 영역에서 어느 정도 떨어진 수용 영역에서 느껴졌다. 과흥분성 이론에 따르면, 척수 배측 뿔에서 잠재적인 수렴성 구심성 섬유가 열린 결과로 새로운 수용 영역이 생성된다. 이 신호는 연관통으로 인식될 수 있다.

이러한 연관통 기전에는 자극 의존성과 국소 통증과 비교하여 연관통의 발현 시간 지연과 같은 몇 가지 특성이 있다. 그러나 연관통으로 해석되는 새로운 수용 영역의 출현은 건강한 개인을 포함한 연구를 포함한 대부분의 실험적 증거와 상충된다. 또한, 연관통은 일반적으로 동물 모델에서 몇 분이 걸리는 것과 달리 인간에서는 몇 초 이내에 나타난다. 일부 과학자들은 이것을 상위 척수 경로의 기전 또는 영향으로 보고있다. 양전자 방출 단층 촬영술(PET) 스캔 또는 기능적 자기 공명 영상(fMRI)과 같은 신경 영상 기술은 향후 테스트에서 책임이 있는 근본적인 신경 처리 경로를 시각화할 수 있다.^[1]

3. 5. 시상-수렴 이론 (Thalamic-convergence theory)

연관통에 대해 몇 가지 기전이 제안되었지만,^[3] 현재 어느 기전이 정확한지에 대한 명확한 합의는 없다. 시상 수렴 이론은 연관통이 척수가 아닌 뇌, 특히 시상에서 손상 부위와 연관 부위로부터의 신경 입력을 통합하여 발생한다는 이론이다. 시상 수렴에 대한 실험적 증거는 부족하지만, 원숭이를 대상으로 한 통증 연구에서 여러 경로가 피질 및 피질 하 뉴런에 수렴한다는 사실이 밝혀졌다.

4. 예시

위치	설명
윗가슴/왼쪽 팔다리	심근 허혈 (심장 근육 조직의 일부로의 혈류 손실)은 연관 통증의 가장 잘 알려진 예일 수 있다. 감각은 제한된 느낌으로 가슴 상부에서 발생할 수 있으며, 왼쪽 어깨, 팔 또는 손에도 통증이 나타날 수 있다.
머리	" 아이스크림 두통 " 또는 "뇌동결"은 연관통의 또 다른 예이며, 모세혈관의 급속한 냉각 및 재가온으로 인해 목구멍과 입천장의 미주신경 또는 삼차신경이 각각 통증 신호를 전달한다.^[20]
일반적인 경우	환상 사지 통증은 연관 통증의 한 유형으로, 상실된 사지 또는 사람이 더 이상 물리적 신호를 받지 못하는 사지의 통증이다. 절단 환자와 사지 마비 환자가 거의 보편적으로 보고하는 경험이다.
견갑골의 오른쪽 끝	간, 담낭
배꼽	난소의 통증
왼쪽 어깨	흉부 횡격막, 비장 (Kehr's sign), 폐
등	요통^[21]
손바닥	팔뚝에서 시작된 문제는 팔뚝이 아니라 손바닥에서 느껴질 수 있다.

5. 실험적 연구 방법

통증은 실험실 환경에서 더 많은 통제가 가능하다는 점 때문에 연구된다. 예를 들어, 고통스러운 자극의 양상, 강도, 시기를 훨씬 더 정확하게 제어할 수 있다. 이러한 환경에서 연관통을 연구하는 데는 크게 두 가지 방법이 있다.

5. 1. 알고제닉 물질 (Algogenic substances)

최근 몇 년 동안 브래디키닌, 물질 P, 캡사이신,^[8] 및 세로토닌을 포함한 여러 가지 화학 물질이 연관통을 유발하는 데 사용되었다. 이러한 물질이 널리 사용되기 전에는 고장성 생리식염수 용액이 사용되었다. 다양한 실험을 통해 주입 속도, 식염수 농도, 압력 및 사용된 식염수 양과 같은 식염수 투여와 관련된 여러 요인이 연관통 발생에 영향을 미친다는 것이 밝혀졌다. 고장성 식염수가 국소적 및 연관통을 유발하는 기전은 알려져 있지 않다. 일부 연구자들은 삼투압 차이 때문일 수 있다고 언급했지만, 이는 확인되지 않았다.^[1]

5. 2. 전기 자극 (Electrical stimulation)

근육 내 전기 자극(IMES)은 다양한 실험 및 임상 환경에서 사용되어 왔다. 고장성 식염수와 같은 표준 방법보다 IMES 시스템을 사용하는 것의 장점은 IMES를 켜고 끌 수 있다는 것이다. 이를 통해 연구자는 자극과 반응 측정 측면에서 훨씬 더 높은 수준의 제어와 정밀도를 발휘할 수 있다. 이 방법은 사용 방법에 대한 특별한 훈련이 필요하지 않으므로 주사 방법보다 수행하기 쉽다. 대부분의 연구에서는 국소 통증과 연관통을 모두 자극하기 위해 약 10Hz의 주파수가 필요하다.^[1]

이 방법을 사용하면 국소 통증에 비해 연관통을 얻기 위해 유의미하게 더 높은 자극 강도가 필요하다는 것이 관찰되었다. 자극 강도와 연관통 및 국소 통증의 강도 사이에도 강한 상관관계가 있다. 또한 이 방법은 더 많은 수의 통각 수용기 단위를 동원하여 공간 합산을 유발하는 것으로 여겨진다. 이러한 공간 합산은 척수 후각 및 뇌간 뉴런으로 훨씬 더 많은 신호의 집중적인 발생을 초래한다.^[1]

6. 임상적 진단 및 치료에서의 활용

연관통은 신경 손상을 나타낼 수 있다. 63세 남성이 어린 시절 입은 부상으로 얼굴이나 등에 손을 댈 때 연관통 증상이 나타나는 사례가 연구되었다. 가벼운 접촉에도 팔에 찌르는 듯한 통증이 발생했다. 연구 결과, 이 통증은 신경 손상 후 신경 재조직화로 인해 얼굴과 등의 부위가 민감해졌기 때문일 가능성이 있다고 결론 내렸다. 이 사례는 환지 증후군 환자들이 겪는 증상과 매우 유사하며, 1993년 V. S. 라마찬드란이 수집한 실험적 증거를 바탕으로 한다. 다만, 통증이 있는 팔이 여전히 몸에 붙어 있다는 차이점이 있다.^[1]

6. 1. 신경 손상 진단

신경 손상을 입은 경우, 연관통이 나타날 수 있다. 63세 남성이 어린 시절 입은 부상으로 인해 얼굴이나 등에 손을 댈 때 연관통 증상을 겪은 사례가 보고되었다. 이 남성은 가벼운 접촉에도 팔에 찌르는 듯한 통증을 느꼈다. 연구 결과, 이러한 통증은 신경 손상 이후 신경이 재조직화되면서 얼굴과 등의 부위를 민감하게 만들었기 때문일 수 있다고 결론지어졌다. 이 사례는 환지 증후군 환자들이 겪는 증상과 매우 유사한데, 1993년 V. S. 라마찬드란이 수집한 실험적 증거를 바탕으로 한다. 다만, 통증이 있는 팔이 여전히 몸에 붙어 있다는 차이점이 있다.^[1]

6. 2. 정형외과적 진단

1981년, 물리치료사 로빈 맥켄지는 "중심화"라는 현상을 설명했다. 그는 연관통이 말단 부위에서 더 근위 부위로 이동할 때 중심화가 일어난다고 결론지었다. 이러한 현상은 환자가 검사 중에 뒤로 젖히거나 앞으로 구부릴 때 나타났다.^[10]

중심화를 경험한 환자의 대다수는 국소적인 통증 부위를 격리함으로써 척추 수술을 피할 수 있었다. 그러나 중심화를 경험하지 못한 환자는 문제를 진단하고 해결하기 위해 수술을 받아야 했다. 이 연구 결과로, 특정 신체 움직임을 통해 연관통을 제거하는 방법에 대한 추가적인 연구가 진행되었다.^[10]

맥켄지는 종아리의 연관통을 예시로 들면서, 환자가 몇 차례 완전히 뒤로 젖히면 연관통이 척추에 더 가까워진다는 것을 보여주었다. 더 중요한 것은, 이러한 움직임을 멈춘 후에도 연관통이 사라진다는 것이다.^[10]

6. 3. 일반적인 진단

연관통에 대해 제안된 몇 가지 메커니즘이 있지만,^[18] 현재 어느 것이 옳은지에 대한 명확한 합의는 없다. 심장의 일반 내장 감각 통증 섬유는 교감 신경을 따라 척수로 돌아가고 흉추 후근 신경절 1-4(5)에 세포체가 있다. 일반적으로 흉부와 복부에서 일반 내장 구심성(GVA) 통증 섬유는 교감 신경 섬유를 따라 신경절 전 교감 신경 섬유를 생성한 동일한 척수 분절로 되돌아간다. 중추 신경계(CNS)는 흉추 척수 분절 1-4(5)에 의해 공급되는 신체의 체성 부분에서 오는 것으로 심장으로부터의 통증을 감지한다.

전통적으로 심근경색과 관련된 통증은 심장이 실제로 위치하는 가슴의 중앙 또는 왼쪽에 위치한다. 통증은 턱의 왼쪽과 왼쪽 팔로 퍼질 수 있다. 심근경색증은 드물게 연관통으로 나타날 수 있으며 이는 일반적으로 당뇨병 환자나 고령자에게서 발생한다.^[19] 또한, 체벽 및 상지의 이 영역의 피부 분절은 동일한 후근 신경절(T1-5)에 뉴런 세포체를 갖고 척수 분절(T1-5)의 동일한 2차 뉴런에 시냅스를 갖는다. 심장에서 오는 일반 내장 감각 섬유. 중추신경계는 통증이 체벽에서 오는 것인지 내장에서 오는 것인지 명확하게 구분하지 못하지만 체벽의 어딘가에서 오는 것으로 인식한다. 즉, 흉골하 통증, 왼팔/손 통증, 턱 통증이다.

심근 허혈과 마찬가지로, 신체의 특정 부위에서 나타나는 연관통은 정확한 국소 중심의 진단을 이끌 수 있다. 연관통과 해당 국소 중심의 체성 매핑을 통해 연관 부위를 기반으로 통증 위치를 정확히 파악하는 데 도움이 되는 다양한 지형도가 생성되었다.

몇 가지 예시는 다음과 같다.

위치	설명
가슴 윗부분/왼쪽 팔	심근 허혈(심장 근육 조직의 일부로의 혈류 손실)은 연관통의 가장 잘 알려진 예시일 수 있다. 이러한 감각은 가슴 윗부분에서 답답한 느낌, 또는 왼쪽 어깨, 팔, 심지어 손에서 통증으로 나타날 수 있다.
머리	"아이스크림 두통" 또는 "브레인 프리즈"는 연관통의 또 다른 예시로, 미주 신경 또는 삼차 신경이 각각 목구멍과 입천장에서 부비동의 모세혈관의 급격한 냉각과 재가온에 따라 통증 신호를 전달한다.^[5]
일반	환상 사지 통증은 연관통의 한 종류로, 잃어버린 사지 또는 더 이상 신체적 신호를 받지 못하는 사지에서 느껴지는 통증이다. 절단 환자와 사지 마비 환자에게 거의 보편적으로 보고되는 경험이다.
견갑골의 오른쪽 끝	간, 담낭
배꼽	난소 통증
왼쪽 어깨	흉격막, 비장(케어 징후), 폐
등	요통^[6]
손바닥	손바닥긴근,^[7] 팔뚝에서 발생한 문제는 팔뚝이 아닌 손바닥에서 느껴질 수 있다.

예를 들어, 식도에서 자극된 국소 통증은 상복부, 사근, 목 부위에 연관통을 유발할 수 있다. 전립선의 국소 통증은 복부, 허리, 종아리 근육으로 연관통을 방사할 수 있다. 신장 결석은 결석이 배설 시스템으로 천천히 통과하면서 요관에서 내장 통증을 유발할 수 있다. 이는 하복벽에 엄청난 연관통을 유발할 수 있다.^[11]

최근 연구에 따르면 진정제인 케타민이 연관통을 차단할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이 연구는 관절 및 근육 통증과 피로를 특징으로 하는 질환인 섬유근육통 환자를 대상으로 실시되었다. 이 환자들은 통각 자극에 대한 민감도가 증가했기 때문에 특별히 관찰되었다. 또한, 연관통은 섬유근육통 환자에게서 비섬유근육통 환자와는 다른 패턴으로 나타난다. 이러한 차이는 국소 통증에 비해 연관통이 발견되는 부위(원위부 대 근위부)의 차이로 나타나는 경우가 많다. 또한 민감도가 증가하여 해당 부위가 훨씬 더 과장되어 나타난다.^[12]

참조

_[1] 학술지 Referred muscle pain: basic and clinical findings
_[2] 학술지 Pain referral patterns in the pelvis 2000-05
_[3] 학술지 Referred Pain 2009-12
_[4] 웹사이트 Myocardial infarction comes with referred pain or radiating pain? http://www.mcrh.org/[...] 2011-01-02
_[5] 학술지 Ice cream evoked headaches (ICE-H) study: randomised trial of accelerated versus cautious ice cream eating regimen. 2002-12-21
_[6] 학술지 Evaluation and diagnosis of low back pain 2012-09
_[7] 서적 Travell & Simons' Myofascial Pain and Dysfunction: Upper half of body https://books.google[...] Williams & Wilkins 1999
_[8] 학술지 Intramuscular and intradermal injection of capsaicin: a comparison of local and referred pain
_[9] 학술지 Perceptual integration of intramuscular electrical stimulation in the focal and the referred pain area in healthy humans
_[10] 학술지 The centralization phenomenon: Its role in the assessment and management of low back pain https://www.bcmj.org[...]
_[11] 서적 Neuroscience 3rd Edition Sinauer Associates, Inc.
_[12] 학술지 Ketamine reduces muscle pain, temporal summation, and referred pain in fibromyalgia patients
_[13] 웹사이트 痛みと鎮痛の基礎知識 - Pain Relief - 関連痛 http://www.shiga-med[...] 2016-01-15
_[14] 서적 図解入門よくわかる痛み・鎮痛の基本としくみ図解入門-How-nual-: Visual Guide Book 秀和システム
_[15] 웹사이트 関連痛、連関痛、異所性疼痛【歯科大辞典】 http://www.ha-channe[...] 歯チャンネル88 2016-01-15
_[16] 학술지 Referred muscle pain: basic and clinical findings
_[17] 학술지 Pain referral patterns in the pelvis 2000-05
_[18] 학술지 Referred Pain 2009-12
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_[20] 학술지 Ice cream evoked headaches (ICE-H) study: randomised trial of accelerated versus cautious ice cream eating regimen. 2002-12-21
_[21] 학술지 Evaluation and diagnosis of low back pain 2012-09

연관통