교신저자：박용수, 403-720 인천광역시 부평구 부평 6동 665 가톨릭대학교 의과대학 성모자애병원 이비인후과학교실
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서     론

   폐쇄성 수면 무호흡증(Obstructive sleep apnea；OSA)은 서양인에서 중년 남성의 4%, 중년 여성의 2%에서 발생하며,¹⁾ 동양인의 유병율은 정확한 수치는 조사된 바 없으나 서양인에 비해 그 빈도가 더 높고 증상도 더 심한 것²⁾³⁾으로 알려져 있다. 국내에서는 복지 수준이 향상되어 삶의 질에 대한 관심이 높아지고 90년대 초에 코골이에 대한 비교적 간단한 수술인 레이저 수술이 도입되면서 많은 관심을 얻게 되었다.
   폐쇄성 수면 무호흡증은 수면 중 인두강이 반복적으로 폐쇄되는 것이 특징이다. 이때 상기도의 폐쇄가 주로 일어나는 곳인 인두강은 견고한 구조물로 지지되는 공간이 아니라 함입성의(collapsible) 둥근 관처럼 생긴 구조물이므로 흡기시에 발생하는 음압에 대해 상기도의 개방성을 유지하기 위해서는 상기도 근육이나 연부조직의 힘이 중요한 작용을 하고 있다.
   이에 관련한 중요한 병인 기전으로는 흡기시에 발생하는 음압에 대해 인두강을 열린 채로 유지시키려는 힘의 균형에 장애가 있을 때 OSA가 발생한다고 생각되고 있으며 OSA 환자는 상기도의 콤플라이언스(compliance)나 함입성(collapsibility)이 유의하게 증가되어 있는 것으로 밝혀진 바 있다.⁴⁾⁵⁾
   외래나 수술방에서 이 환자들을 접해보면 인두 점막에 탄력이 떨어져 있고 주름이 진 것을 관찰할 수 있는데 이와 같은 변화는 상기도의 함입성을 증가시키고 인두 단면적을 감소시키므로써 OSA의 발생에 기여한다고 생각된다. 한편 결합 조직은 신체 각 부위의 탄력 및 구조를 유지하는데 큰 역할을 하고 있으므로 인두의 연부조직에서 이의 분포에 이상이 있을 경우 인두 점막의 탄력성을 떨어뜨려 상기의 특징적인 소견을 일으킬 수 있으리라고 생각된다. 이에 저자들은 OSA 및 코골이 환자의 인두에서 결합조직 분포의 양상을 알아보고자 이 연구를 계획하였다.

방     법

대  상
   정상 대조군으로는 성인 남자 5명에서 부검시 채취한 구개수 조직을 사용하였다. 이들은 20세에서 40세까지의 건강한 성인 남자로 사망 원인은 두부 외상 2예, 흉부 외상 2예, 심장사 1예였고 사망 후 24~36시간 내에 조직을 채취하였다. 사망 직후 사체를 냉장 보관(4°C)하였으며 조직 채취 후 곧바로 formalin 고정하여 자가용해에 의한 조직 손상을 최소화하였다. 부검 례들은 경부 삽관 및 인공호흡기 시술 경력이 없고 과거력상 평소 및 사망 전에 코골이나 감기 증세가 없는 사체를 사용하였다.
   실험군으로는 수면다원검사(polysomnography；PSG)상 OSA로 진단(apnea index >5)되어 구개수구개인두성형술(uvulopalatopharyngoplasty；UPPP)을 시행받은 환자 8명과 코골이 증상은 있으나 PSG상 무호흡 지수가 5 이하로 단순 코골이로 진단되어 레이저 구개수성형술(laser assisted uvolopalatoplasty；LAUP)을 시행받은 환자 6명의 구개수 조직을 사용하였다. 수면다원검사는 Polysomnograph System Alice 3^®(Respironic Headquaters, PA, USA)를 사용하였다.

방  법
   검체는 10% formalin으로 고정하고 paraffin에 포매한 후 5 μm 두께로 박절하였으며, 각 검체를 hematoxylineosin(HE), Masson-Trichrome(MT), Verhoeff(V) 염색을 실시하였다. 2명의 숙련된 해부병리 의사가 단일 맹검법으로 2회에 걸쳐 반정량적인 방법으로 구개수 조직의 고유판(lamina propria)을 현미경 100배 시야에서 염증 세포 침윤, 부종, 각 결합조직 섬유의 밀도를 측정하였고, 분포의 균일한 정도는 40배 시야에서 관찰하였다. HE 염색에서는 염증 세포의 침윤과 부종의 정도를 판정하였고 MT 염색에서는 교원섬유를, V 염색에서는 탄성섬유를 관찰하였다. 염증세포는 현미경 전체 시야에서 그 수를 세어 정상(0~70세포/시야), 경도(70~140/시야), 중등도(>140/시야)로 나누었으며(Fig. 1), 부종의 유무는 고유판의 두께에 따라 정상(>0.3 mm), 경도(0.3~1.0 mm), 중등도(>1.0 mm)로 나누었다(Fig. 2). 교원섬유 및 탄성섬유의 밀도는 정상 대조군의 전반적인 양상을 기준으로 하여 정상(정상의 75%이상), 다소 감소(정상의 50~75%), 현저히 감소(정상의 50%이하)로 판정하였고(Figs. 3 and 4), 각 섬유질의 분포의 균일도는 현미경 시야 40배 하에서 밀대(dense area)나 소대(loose area)의 차이 없이 균일하게 분포한 경우 균일성(homogenous), 밀대와 소대가 한번씩 보이는 경우를 경도의 불균일성(inhomogenous), 밀대와 소대가 두 번 이상 교대로 관찰된 경우 중등도의 불균일성으로 판정하였다(Figs. 5 and 6).

통계처리
   Fisher's exact test를 사용하였으며 신뢰구간은 95%로 정하였다.

결     과

   실험군의 평균 연령은 39.8세였으며 남녀 비는 12：2였다(Table 1). 조직학적 검사상 염증 세포의 침윤은 대조군과 코골이, 무호흡군간에 통계적으로 유의하게 차이가 있었으며(p<.0001), 대조군에서는 80%가 정상 수준을 보였고 코골이 군은 100% 경도의 염증을, 무호흡군은 중등도의 염증이 우세하게(62.5%) 나타나서 무호흡군으로 갈수록 염증이 심해지는 경향을 보였다. 점막하 부종도 세 군간에 유의한 차이가 있었으며(p<.05) 대조군이 모두 정상 수준의 고유판을 보인 반면 코골이(100%)나 무호흡군(87.5%)의 대부분은 경도 내지는 중등도의 점막하 부종을 나타내고 있었다(Table 2). 탄성섬유와 교원섬유의 밀도는 통계적으로 유의한 차이가 있었으며(탄성섬유：p<.0005, 교원섬유：p<.01) 대조군은 모두 비슷한 수준으로 탄성섬유 및 교원섬유가 촘촘히 채워져 있었으며 이에 비해 모든 코골이나 무호흡군이 어느 수준으로든지 그 밀도가 감소되어 있었으나 코골이 군과 무호흡군간의 탄성섬유의 밀도에는 차이가 없어 보였다(Table 3). 탄성섬유와 교원섬유의 분포의 균일도는 세 군간에 통계적으로 유의한 차이가 있었으며(탄성섬유：p<.001, 교원섬유：p<.0005) 정상 대조군이 검체의 전체 길이를 통해 균일하게 분포되어 있었던 반면 코골이 군과 무호흡군은 이에 비해 밀대와 소대가 번갈아 가며 나타나서 불균일성을 보였으나 코골이 군과 무호흡군간에는 서로 차이가 없어 보였다(Table 4).

고     찰

   폐쇄성 수면 무호흡증은 습관적인 심한 코골음, 수면중의 무호흡, 주간 기면 등을 주소로 하는 증후군으로써, 치료하지 않을 경우 부정맥, 부전수축(asystole), 고혈압, 심근 경색증, 교통 사고 등의 심각한 합병증을 일으킬 수 있는 질환이나 그 병태생리에 대해서는 아직 확립되지 않은 질환이다.
   수면 중 상기도의 개방성을 유지하는 데는 경벽압(transmural pressure),⁶⁾⁷⁾ 상기도의 크기와 모양, 인두의 콤플라이언스(compliance),⁴⁾⁵⁾ 상기도의 확장근,⁸⁾⁹⁾ 흉부의 하방으로의 견인력(thoracic caudal traction),¹⁰⁾ 혈관 긴장도,¹¹⁾ 점막의 접착력(mucosal adhesive forces)¹²⁾ 등이 관여한다.
   경벽압은 인두 외압과 인두 내압에 의해 결정되는데 더 중요한 요소는 인두 내압으로서 흡기시 흉곽의 호흡근의 작용이 클수록 인두 내압은 저하되어 경벽압이 높아지고 인두강을 함입시키는 힘이 커져서 인두강이 좁아지게 된다. 두개안면 구조의 이상, 비만에 의한 인두 주위 연부조직의 질량 효과 등은 인두 외압으로 작용하여 경벽압을 증가시켜 인두강을 좁힐 수 있다.¹³⁾ 코 막힘, 편도 비대, 긴 구개수, 큰 혀 등을 갖고 있어 인두강 용적이 좁은 사람은 흡기시 필요한 기류를 얻기 위해서는 흉곽의 호흡근이 더 강하게 수축하게 되므로 기류의 속도가 빨라지면서 베르누이 효과에 의해 인두 내압은 더욱 낮아진다. 이때 인두강의 콤플라이언스가 증가되면 인두내압이 증가할수록 인두강이 함입되어 인두 내강이 좁아진다. 구개수근, 구개인두근, 익상근, 이설근, 인두근, 설골근 등 상기도의 확장근의 근력 약화,⁸⁾ 상기도 확장근의 반사궁 손상¹⁴⁾ 등은 콤플라이언스를 증가시킬 수 있는 요인들이다.
   이외에 중추성으로 나타날 수 있는 효과로는 저탄산증성 중추성 무호흡증을¹⁵⁾ 들 수 있는데 이는 수면중에 짧은 시간이라도 저산소증이 생기면 이를 해소하기 위한 과호흡의 결과로 저탄산증이 발생하고 이 결과 환기를 유도하는 힘이 감소함으로서 호흡근의 작용이 감소돼 인두강이 좁아지고 콤플라이언스가 증가하게 된다. 일단 상기도가 폐쇄되면 다시 완전히 열리려면 수면중 각성이 필요하게 되며 수면중 각성은 과호흡, 저탄산증, 환기성 운동 출력 감소의 악순환을 다시 밟게 된다.
   결론적으로 상기도 폐쇄는 여러 가지 해부학적, 생리학적 이상의 복합적인 상호작용에 의한 결과로 볼 수 있는데 공통 요소는 경벽압이 충분히 존재해야 하며, 좁고 콤플라이언스가 높은 인두강을 가지고 있다는 것이다.
   저자들의 연구는 인두의 콤플라이언스에 관한 요소 중 결합조직의 분포를 관찰한 연구이다. 결합조직은 지지, 저장, 운송, 방어, 치유의 역할을 하며 이중 지지기능이 주된 역할이다. 결합조직은 교원섬유, 망상섬유, 탄성섬유로 세분화되는데 이중 교원섬유는 조직에 유연성을 주고, 탄성섬유는 고무처럼 팽창, 반동할 수 있는 기능을 준다.¹⁶⁾ 그러므로 결합조직의 비정상적인 분포나 밀도는 조직의 지지력 약화, 탄성 소실 등을 유발함으로써 함입성을 증가시키고 이로 인해 상기도의 폐쇄를 유도할 수 있을 것이다. 그러나 연구개에서 결합조직의 분포에 대한 연구는 현재까지 없었으며 그 분포의 불규칙성이나 감소된 밀도가 수면 중 상기도의 폐쇄의 병태생리에 어떤 역할을 하는지도 밝혀진 바가 없다.
   폐쇄성 수면무호흡증 환자의 인두의 콤플라이언스에 관한 연구는 많지만, 콤플라이언스에 관련된 병리학적 관찰을 시도한 연구는 많지 않은데 OSA 환자의 인두 부위의 조직학적 관찰은 1989년 Stauffer 등¹⁷⁾에 의해 처음 시도되었다. 이들은 UPPP를 받은 환자의 구개수 조직을 관찰하여 OSA 환자의 구개수에서 근육과 지방이 더 많이 존재한다고 하였으며 조직내 부종과 염증세포의 침윤은 발견할 수 없었다고 하였다. Series 등⁹⁾은 폐쇄성 수면무호흡 환자의 구개수 조직의 단면에서 구개수근의 단면적과 무산소 경로(anaerobic pathway)의 활동성이 코골이 환자에 비해 증가되어 있음을 관찰하였다.
   Woodson 등¹⁸⁾은 OSA 및 코골이 환자의 연구개 및 구개수 조직에서 점액선의 비대, 근육속(muscle fascicle)의 파열, 근섬유의 국소적 위축, 국소적인 편평상피 이행, 고유판의 심한 부종과 혈관 확장을 관찰하였다. 이들은 또한 동일한 부위를 전자현미경으로 관찰한 결과 말초 신경의 변성을 발견하였다. Edstrome 등⁸⁾은 OSA 환자의 구개인두근을 사용한 실험에서 실험군 모두가 근섬유 크기, 분포, 구조에 신경성 근병증(neurogenic myopathy)의 징후를 보이는 이상이 있음을 발견하였다. Sekosan 등¹⁹⁾은 OSA 환자의 구개수 조직의 고유판에서 염증세포의 침윤 및 간질조직의 부종이 유의하게 증가되어 있다고 하였고 Zohar 등¹¹⁾은 OSA 환자의 인두 조직에서 과도한 지방 조직 침윤을 발견하였다.
   본 연구에서 코골이 및 OSA 환자의 구개수 조직내 염증세포 침윤과 부종은 유의하게 증가되어 있어 대부분의 다른 연구와 유사한 결과를 보여주었다. 정상 대조군에 비해 코골이 및 OSA 환자의 구개수 조직내 탄성섬유와 교원섬유의 밀도는 감소되었고, 불균일한 분포를 보이는 것을 관찰할 수 있었다. 이와 같은 소견은 코골음의 지속적인 진동 수상과 인두강내 발생하는 과도한 음압으로 인해⁸⁾¹⁴⁾ 직접적으로 결합조직이 수상을 받은 결과일 수도 있고, 진동 및 음압에 의한 염증 반응의 결과로 발생한 부종에 의한 2차적 소견일 수도 있다. 결합조직의 이와 같은 이상이 1차적으로 존재하여 코골이 및 OSA를 유발했을 가능성도 있다고 생각된다.
   코골이 환자에 비해 OSA 환자의 구개수 조직에서 각 결합조직의 밀도가 더욱 감소하고 분포가 불균일할 것으로 생각되나 이들간에는 특별한 차이를 발견할 수 없었다. 그러나 이는 각 군의 대상 환자수가 적기 때문에 통계적인 유의성을 검증할 수 없었을 가능성도 있다고 생각한다.
   구개수 조직이 인두의 다른 부위와 구조적으로 차이가 있으므로 본 논문에서 관찰한 결합조직의 분포의 이상이 인두의 다른 부위에서는 관찰할 수 없는 소견일 수도 있다. 하지만 구개수와 그 외 인두조직은 같은 환경에 놓여 있는 조직이므로 구개수 조직에서 나타난 조직학적 변화가 OSA의 상기도에서 일어나는 병태생리에 대한 일면을 추정할 수 있게 한다고 생각하며 인두 조직에서 본 연구에서와 같이 결합조직의 밀도 감소, 결합 조직 분포의 불균일성 등이 전반적으로 존재한다면 인두강의 콤플라이언스와 함입성을 증가시켜 수면중 상기도의 폐쇄를 쉽게 유발함으로써 OSA의 발생에 관여할 것으로 생각한다.

결     론

   저자들은 코골이 및 폐쇄성 수면무호흡 환자와 정상인의 구개수 조직에서 탄성섬유 및 교원섬유의 분포를 비교함으로써 코골이 증상의 병인을 알아보고자 하였다. 연구 결과 정상 대조군에 비해 코골이 및 폐쇄성 수면무호흡 환자의 구개수 조직에서 염증세포의 침윤과 부종이 유의하게 증가되어 있었으며, 탄성섬유와 교원섬유의 밀도가 감소되고 분포는 균일하지 않음을 알 수 있었다. 이와 같은 소견은 결합조직의 지지 작용을 방해함으로써 인두강의 콤플라이언스와 함입성을 증가시켜 수면중 상기도의 폐쇄를 쉽게 유발함으로써 폐쇄성 수면 무호흡증의 발생에 관여할 것으로 생각한다.

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