강직성 환자에서의 근력강화 운동과

기능적인 변화

김종만 교수(Ph D, PT , 서남대학교 물리치료학과)

이 강좌에서는 상위운동신경원 증후군 환자들의 물리치료에서 주된 논쟁이 되는 세 가지

주제에 대해서 현재까지의 결론들을 고찰하고자한다.

●강직성 편마비와 뇌성마비에서 저항을 이용한 근력강화운동은 강직을 증가시키는가?

●강직성 편마비와 뇌성마비에서 저항을 이용한 근력강화운동은 기능을 증진시키는가?

●강직성 편마비와 뇌성마비에서 과도한 근긴장도를 발생시키는 원인은 무엇인가?

H arris 박사(Professor, Un iver sity of British Colu m bia)는 Physical Therap y Jou rn al에서

[Ch allen gin g Myth s in Phy sical Therap y ]라는 제목으로 글을 기고하였다. 그녀는 1973년에

아동물리치료사로서 8주 과정의 뇌성마비 아동을 위한 neu rodevelop men tal treatm ent

ap p roach에 대해서 배우게 되었다. Bobath Cou rse"를 듣는 동안 강직성 근육(sp astic or

h yp ertonic m u scles)에는 절대로 근력강화운동을 하여서는 안 된다고 소개받았다. 그 이유는

강직성 뇌성마비 아동에게 근력강화운동을 하게 되면, 강직(sp asticity)이 증가되어 전반적인

기능이 저하되기 때문이라는 것이었다. 이 신화(m yth )는 미국과 캐나다 물리치료사들에 의

해 도전 받게 되었고, 이 연구자들은 뇌성마비 아동이나 성인들에게서 시행하는 근력강화운

동은 강직을 증가시키지 않을 뿐만 아니라 실제로 근력과 전반적인 기능을 향상시킨다고 결

론을 내리고 있다고 소개하였다.

뇌성마비 아동과 성인은 하지근력이 일반인보다 약하고 이로 인해 전반적인 운동기능 수

준이 낮게 나타난다(Dam ian o와 Abel, 1998). 그 이유는 하지 운동능력의 저하로 인해 장기

간 동안 기능적인 활동과 발육이 수월하지 않은 상태이기 때문이다. 특히 이러한 근력약화

는 하지 전반에 걸친 문제라기보다는 대퇴 펴짐근, 발바닥쪽 굽힘근 및 발등쪽 굽힘근에서

심한 근육약화가 보이기 때문에 이들 근육에 대한 근력강화운동이 필요하다(Wiley와

D am ian o, 1998).

Fow ler 등(2001)은 강직성 뇌성마비 아동에게 있어서 저항을 이용한 근력강화운동이 강

직을 증가시킨다는 Bobath의 가설을 검증하고자 하였다. 24명의 강직성 하지마비(sp astic

d ip legia) 아동을 대상으로 세 가지 형태(등척성, 등장성, 등속성)의 근력강화운동을 시행한

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전후의 강직을 진자검사(p en d u lu m test)로 측정하였다. 이들 연구자들은 최대 노력을 이용

한 다양한 근력강화운동에 의해 뇌성마비 아동의 강직을 증가시키지 않았다고 보고하였으

며, 기능적인 문제점에 기여하는 근육약화가 있는 뇌성마비 아동에게 근력강화운동을 통하

여 기능을 증진시킬 수 있다고 제안하였다.

Dam ian o 등(1995)은 14명의 뇌성마비 아동을 대상으로 1주일에 세 차례씩 6주 동안 무

릎펴짐근에 대해 등장성 근력강화운동을 시행하였다. 연구 결과는 일반아동에 거의 가까운

근력으로 증가하였고, 보행속도도 증가하였다. 그러나 근력강화운동 시 일반적으로 우려했던

길항근인 무릎굽힘근에 강직이 증가하지는 않았다. MacPh ail과 Kram er (1995)는 17명의 뇌성

마비 성인을 대상으로 1주일에 세 차례씩 8주 동안 무릎 펴짐근과 굽힘근에 등속성 근력강

화운동을 시행하였다. 그 결과 일반 성인과 비슷한 비율로 근력이 향상되었고, 운동 후 3개

월에도 일반 성인과 비슷한 비율로 약간의 근력 감소만을 보였다. 그러나 근력강화운동이

강직에는 영향을 미치지 않았다. 이 때 근력강화 기전은 일반근육에서 보이는 신경계의 적

응(neu ral ad ap tation )과 근육비대(m u scle h yp ertrop h y)뿐만 아니라 교차신경지배(recip rocal

innervation) 능력이 향상된 것으로 보인다.

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Miller와 Light (1997)는 강직성 편부전마비 환자에게 저항을 이용한 근력강화운동에 대해

신경계질환 물리치료에 있어서 큰 논쟁의 대상이 된다고 하였다. 이들은 강직성 편부전마비

환자에게서 힘을 적절히 생성하지 못하는 근육약화의 문제점이 실제적으로 존재함에도 불구

하고 Bobath ap p roach에서 여러 문헌과 지속적인 교육을 통하여 강직성 편부전마비 환자

에게 근력강화운동은 피해야 한다 는 가정에 대해 문제를 제기하였다. Bobath (1990)는 강직

이 있는 뇌손상 환자에게 근력강화를 위한 저항운동을 피해야 한다고 하였다. 그 이유는 저

항운동을 하게 되면 강직과 더불어 동시수축(co-con traction )이 증가되고, 이로 인해 조화로

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운 선택적 움직임(selective m ovem ent)이 방해를 받는다고 생각하기 때문이다. 또한 그녀는

뇌졸중 환자에게서 인식되는 약화(w eakness)는 실제적인 것이 아니고, 실제로는 강직이 있

는 근육의 길항근육 집단의 과도한 동시수축의 결과 때문이라고 하였다(Bobath, 1990).

그러나 강직이 있는 뇌졸중 환자에게 점진적인 저항운동(Miller와 Light, 1997)과 등속성

근력강화운동(Sh arp와 Brou w er, 1997)을 시행했을 때, 강직과 동시수축의 증가 없이 근력이

증가되었다. 또한 반복적인 근력강화운동은 강직을 증가시키기보다는 오히려 근육에 대한

신경조절 능력을 개선시키고 근육의 신장성(exten sibility)을 유지시킴으로써 강직성 뻣뻣함

(sp astic stiffn ess)을 감소시켰다.

Miller와 Light (1997)는 저항을 이용한 근력강화운동이 강직을 증가시키는가? 그리고 기

능적인 움직임을 악화시키는가에 대한 검증을 하였다. 9명의 편부전마비 환자를 대상으로

강력하고 빠른 등척성 점진적 저항운동(graded resistive exercise)의 전후에 강직과 동시수축

을 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 편부전마비 환자의 강직이 있는 상완두갈래

근에서 등척성 근력강화운동 전후에 강직의 변화가 없었다. 둘째, 등척성 근력강화운동 후에

주동근과 길항근의 동시수축 정도가 감소하였다. 셋째, 근력강화운동 전후에 강직과 동시수

축 간에는 의미 있는 상관관계를 보이지 않았다. 이들은 동시수축의 감소는 주동근의 낮은

흥분율(fir in g rates)을 증가시키고 길항근의 부적절한 활동을 억제시킨 것으로 보아 Bobath

의 가정이 잘못되었음을 입증하였다. 또한 저항운동은 동시수축을 일으키기보다는 환측 사

지에서 주동근의 동원능력을 증진시키는 것으로 보인다.

Weiss 등(2000)은 뇌졸중 후 1년 이상 된 60세 이상의 노인들을 대상으로 대퇴관절 주위

근육들에 12주 동안 고강도 근력강화운동을 시행한 결과 근력을 의미 있게 증가시켰으며,

앉고 일어서는 동작과 기립균형의 개선을 보였다. Teixeira-Salm ela 등(1999)은 적어도 발병

9개월이 지난 만성 뇌졸중 환자를 대상으로 1주일에 세 차례씩 10주 동안 근력강화운동을

시행하였다. 연구 결과는 환측 하지의 근력이 크게 향상되었으며, 기능적인 수행, 보행속도

및 계단 오르내리기 능력이 증진되었다. 그러나 근력강화운동으로 인하여 대퇴네갈래근과

발바닥 굽힘근에 강직이 증가하지는 않았다.

신경과학자 Fellow s 등(1994)은 강직성 편부전마비 환자 25명을 대상으로 팔굽굽힘근의

수의적인 운동을 하는 동안 수의운동의 손상정도와 길항근의 수동적 근육 과긴장의 정도간

의 관계를 비교하였다. 뇌졸중 이후 수의적인 팔굽운동의 장애의 주된 원인은 길항근의 과

긴장도이기보다는 주동근의 약화 때문이라고 결론을 내리고 있다. 단지 아주 느린 속도에서

저항 없이 운동을 할 때에만 길항근의 과도한 활동이 주동근 운동에 약간의 영향을 주었을

뿐이며, 저항에 대항하여 이와 같은 속도로 운동을 하였을 때에는 길항근의 활동은 문제가

되지 않았다.

물리치료사 Gow lan d 등(1992)은 Bobath가 환자의 문제점이 환측 사지의 근력(m u scle

p ow er) 결핍이 아니라 강직의 전형적인 특징인 과도한 동시수축 때문이라는 가정과 저항을

이용하여 근력강화운동을 할 경우 강직이 있는 근육에서 강직이 더욱 증가되어 동시수축과

연합반응(associated reaction)이 발생되어 기능을 악화시킨다는 Bobath 치료접근법의 기본

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가정에 의문을 품게 되었다. 이 들 연구자들은 44명의 강직성 편부전마비 환자를 대상으로

6가지의 특정 운동과제들을 하는 동안 주동근과 길항근의 근전도 활동을 측정하여 편마비

환자에서 상지기능의 운동장애를 일으키는 원인이 부적절한 운동단위 동원의 문제인지, 동

시수축의 문제인지를 밝히고자 하였다. 주동근과 길항근에서, 과제를 완전히 성취할 수 있는

편마비 환자보다 완전히 성취하지 못하는 환자에서 근전도 활동은 낮게 나타났다. 이 의미

는 편마비 환자에서 기능적인 움직임을 하지 못하는 이유가 운동과제들을 성취하기에 충분

한 힘을 생성하는 능력에 결핍이 있다는 것이다.

또한 운동과제들을 성취하지 못하는 환자에서는 주동근의 부적절한 동원능력을 보이는

반면, 길항근에서의 증가된 근전도 활동은 나타나지 않았다. 결과적으로, 편마비 환자에서

상지의 기능을 치료할 때에 비정상적인 동시수축이 주동근의 움직임을 방해하지 않으므로

동시수축을 감소시키는 치료전략보다는 주동근의 동원 능력을 향상시키는 전략이 중요하리

라 생각된다. Du ncan과 Bad ke(1987)도 뇌졸중 환자의 재활에 있어서 정상 수준의 능동적인

운동조절을 재확립하는 것이 신장반사의 과도한 감수성을 감소시키는 것 보다 더 집중하는

것이 바람직하다고 하였다.

Ad a와 O'Dw yer (2001)는 뇌졸중 환자에서 상지에서 나타나는 연합반응이 근육구축 형성

에 관여하는지를 알아보았다. 건측 상지에서 중등도의 수축을 유도하는 동안 환측 상지에서

환자 중 29 %에서 연합반응을 나타냈으나, 근육구축과 강직에는 크게 기여하지 않았다. 그러

므로 연합반응은 일상 기능을 수행하는데 있어서 주요한 문제점으로 기여하지 않음을 알 수

있었다. 미국뇌졸중협회(N ation al Stroke A ssociation)에서는 강직과 근육약화가 함께 뇌졸중

환자에서 공존하지만, 개별적으로 치료가 이루어져야 한다고 하였다. 그러므로 근육약화가

있어서 기능에 장애가 되는 경우에는 저항을 이용한 근력강화운동이 필요하며, 강직으로 인

해 비정상적인 자세나 근육의 뻣뻣함을 증가시키는 경우에 효과적인 강직 감소 전략이 필요

하게 된다.

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물리치료사들은 뇌졸중이나 뇌성마비에서 시간이 지남에 따라 흔히 근육에서 과긴장도

(h yp ertoxicity)를 경험하게 된다. 비정상적으로 증가된 과긴장도는 물리치료사들에 의해 기

능적인 움직임을 일으키는 데에 있어서 큰 문제점으로 인식되어져 왔다. 긴장도(tone)는 수

동적인 신장이나 늘림에 대한 근육의 저항을 뜻하는데(O'Su llivan과 Schm itz, 2001), 이것은

오랜 기간동안 신장반사(stretch reflex)의 흥분성에 의해서 유일하게 결정되는 것으로 생각

해 왔었다. Lance(1980)는 강직(sp asticity)을 상위운동신경원 증후군의 한 요소로서 신장반사

의 과도한 흥분성으로 인하여 발생하는 과도한 힘줄반사와 더불어 긴장성 신장반사가 움직

이는 속도와 비례하여 증가되는 것이 특징인 운동장애로 정의하였다. 그러므로, 신장반사의

흥분성이 증가된 상태인 강직이 기능적인 움직임을 방해하는 유일한 요인으로 인식하고 강

직을 억제하여 근긴장도를 정상화하는데 많은 치료의 노력을 들이게 되었다.

대부분의 물리치료 접근법들은 강직을 감소시키는데 중점을 두고 발전하였다. 그러나 치

료를 통해서 강직이 감소되었을 때 늘 의지적인 운동조절 능력이 증가하지는 않았다(Dietz

등, 1981; N eilson과 McCau ghey, 1982). 그 후 치료사들은 과긴장도에 영향을 미치는 요인

들을 다양한 가능성을 두고 점검하게 되었고, 길항근의 과긴장도뿐만 아니라 주동근 자체의

문제점으로 눈을 돌리게 되었다.

오늘날 과긴장도를 일으키는 요인들로는 1) 근육과 결합조직 자체의 역학적이고 탄력적

인 강도(m ech anical-elastic stiffness)와 긴장성 신장반사에 의한 근수축(reflexive mu scle

contraction)으로 크게 볼 수 있다(O'Su lliv an과 Sch mitz, 2001; Mayer, 1997). 첫째로, 과긴장

도는 근육과 결합조직 자체의 역학적이고 탄력적인 특성의 변화 때문에 발생한다(Carey와

Bu rgh ard t, 1993; H agbarth , 1994). O'Dw yer 등(1996)과 Carr와 Sh ep herd (1998)은 뇌손상 이

후에 근육에서의 역학적 특성의 변화와 반사 흥분성의 증가로 인해 과긴장도가 발생된다고

설명하면서, 뇌손상 이후 근육은 커다란 적응적 변화를 겪게 된다고 하였다. 이들 연구자들

은 그간의 연구내용을 종합하여 그림으로 작성하였는데, 뇌손상이 발생되면 부전마비로 인

한 근육활동의 감소, 역학적인 활동과 관련된 조직에서의 유전자 발현과 단백질 합성의 변

화로 인해 근육기능에 변화가 발생된다(그림1). 이러한 변화는 근절(sarcom ere)의 상실, 근육

에 있는 결합조직의 재구성, 관절주위의 결합조직 특성들의 변화 및 강직성 근육에서의 조

직생화학적 특성의 변화와 같은 역학적 특성에 변화를 일으킨다. 근육 구축은 근육의 수동

적인 비수축적 특성에 영향을 주지만 또한 근절의 상실로 인한 근육길이의 변화로 능동적인

근육 길이-장력 곡선(m u scle len gth -ten sion cu rve)에 변화를 일으킨다(그림2).

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그림 1. 과긴장도는 반사의 과흥분성과 수동적인 역학적 특성의 변화에 의해 발생된다.

(A)

(B)

그림 2. 근길이 변화가 근장력에 미치는 영향. (A) 근육은 신장된 위치에서 장기간 있게

되면 근절의 수가 증가하게 된다. 이 근육의 휴식시 길이의 증가(l0 → l1)는 길이-장

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력 곡선을 오른쪽으로 이동시킨다. (B) 근육은 단축된 위치에서 장기간 있게 되면

근절의 수가 감소하게 된다. 이 근육의 휴식시 길이의 감소(l0 → l1)는 길이-장력 곡

선을 왼쪽으로 이동시킨다.

근육은 th ixotrop y' 특성이 있는데, 이것은 특정 움직임 시에 근육섬유들의 휴식시 장력

과 뻣뻣함(restin g ten sion an d stiffn ess)이 바로 이전의 움직임이나 근수축한 내력(history)

에 의해 거의 결정된다는 의미이다. 오랜 기간동안 움직이지 않고 가만히 놔두면 고체처럼

cross-brid ge stiffn ess가 증가되고 지속적으로 움직임을 일으키면 액체처럼 cross-brid ge

stiffn ess가 감소되는 가역적인 특성을 말한다. 그러므로, 뇌손상 환자들은 비운동성 기간이

길다거나 일반인들만큼의 운동량이 적으므로 근육섬유의 cross-brid ge stiffness와 결합조직

들의 점성(viscosity)이 증가되어 수동적인 신장 시에 과긴장도를 나타내게 된다.

이완된 인간의 사지를 지속적으로 유지한 상태에 있을 때에 수동적인 움직임을 일으키는

초기단계에서 일정치 않은 큰 저항을 보이는데, 이를 sh ort-ran ge stiffness'라고 한다.

Axelson과 H agbarth (2001)는 건강한 사람을 대상으로 손목 신전을 일으키는 동안 수동적인

토크 저항(p assive torqu e resistan ce)을 측정함으로써 수의적인 손목 운동을 한 후의

sh ort-r an ge stiffness에서의 th ixotrop y-dep en d ent variation이 있는지를 알아보고자 하였다.

이 연구에서 휴식시간 후의 첫 움직임을 통하여 손목 신전근의 근전도 활동을 측정한 결과

초기기간동안 활동의 계단식 상승이 보였는데, 이는 sh ort-r an ge stiffness를 보상하기 위한

노력으로 보인다. 짧은 시간동안의 반복적인 손목 신전운동에 대한 수동적인 토크저항은 다

양한 역학적인 동요를 일으키는 운동(m ech anical agitation; 상하방향의 회전운동, 손목 굴곡

근에 고주파수의 진동자극 및 도수 마사지 적용) 후에 현저하게 감소하였다(그림3). 손목 신

전근의 약한 수의적인 활성의 움직임을 생성하는 능력은 역학적인 동요를 일으키는 운동에

의해 크게 증가되었다. 이들 결과의 의미는 능동적이거나 수동적인 움직임을 시행하면 길항

근의 수동적인 저항이 감소할 뿐만 아니라 주동근에서도 약간의 활성으로 원하는 운동범위

에 이를 수 있다는 것이다. 또한 길항근의 sh ort-ran ge stiffness의 강도와 운동생성을 위하여

요구되는 초기 주동근 활성의 강도간에는 매우 밀접한 관련성이 있음을 밝혀냈다(그림4). 이

들 연구들은 뇌졸중 환자들에서 시행되는 수동운동과 능동운동 모두가 주동근의 운동생성

능력의 크게 증진시킬 수 있음을 암시하고 있다.

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그림 3. 손목의 상하 회전운동(flap p in g)과 역학적인 고주파 진동자극과 같은 역학적인 동요

를 일으키기 전보다 운동한 후에 sh ort-ran ge stiffn ess가 크게 감소하였다.

그림 4. 능동적인 손목 굽힘·펴짐운동을 하는 동안 손목굽힘근 장력과 손목펴짐근 IEMG

활동을 동시적으로 측정하였다. 길항근의 sh ort-ran ge stiffness의 강도와 운동생성을

위하여 요구되는 초기 주동근 활성의 강도간에는 매우 밀접한 관련성이 있다.

이완된 근육을 신장시킬 때에 발생되는 힘을 수동 장력(p assive force)이라고 한다. 이 힘

은 이완된 후 근육길이를 회복하기 위해 사용되며, 능동적으로 수축하는 근육에서 근절

(sarcomere)의 구조적인 통합을 유지하는데 필요하다(그림 5). titin은 근절의 반쪽에 해당되

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는 Z line에서 M line까지 위치하는 거대 단백분자로서, A ban d의 th ick filam ent와 Z line

양쪽을 연결시켜주기 때문에 근절이 신장될 때에 분자의 I ban d가 확장됨으로써 수동 장력

을 생성될 것이다(Kellerm ayer 등, 1997). titin의 PEVK(p roline, glu m ate, valin e, ly sin e) 부

위는 신장될 때 낮은 강도의 스프링(low -stiffness sp rin g)과 같이 작동된다. 골격근에서의 효

율적인 탄력반응은 골격근에서 반복적인 역학적인 부하(m ech anical load)가 적용되는 동안

titin의 적응기전에 의해 조절된다. 그러므로, 뇌졸중 환자와 같이 오랜 기간동안 수축을 상

실한 상태에 있기 때문에 titin에서 적응적인 변화가 일어남으로써 근육의 점탄성을 변화시

킬 수 있을 것이다(Kellerm ayer 등, 1997; Tskh ovrebov a 등, 1997).

그림 5. 다양한 위치 (a - e)와 분리시킨 분자 (f- j )에서의 t it in의 탄력성(elast icity )과 신장성

(ex t en sibility )의 기전에 대한 모형도. (a ) t itin의 구조와 위치, (b ) 신장하지 않은

위치에서 I b and에 위치하는 t it in의 모양은 코일모양이며, 힘은 발생되지 않는다.

(c ) 신장 초기에 분자들은 일렬로 나열되고, 힘이 발생된다. (d) 어느 정도 신장되

면 PEVK 부위가 늘어난다. (e ) 끝범위까지의 신장하면, t it in은 th ick filament로부

터 떨어진다. (f ) 단일 분자를 이용한 실험절차, (g - j )는 (b - e )와 관련된 단일분자

실험에서의 탄력성의 기전 (T skhovrebov a, 1997)

두 번째는 α-운동신경원의 과도한 흥분성으로 인한 신장반사의 증가하기 때문에 긴장도

가 증가할 수 있다(표1). α-운동신경원의 과도한 흥분성은 1) α-운동신경원에 대한 흥분성

연접입력의 증가, 2) α-운동신경원에 대한 억제성 연접입력의 감소 및 3) α-운동신경원 자

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체의 세포막 흥분성의 변화와 같은 운동신경원의 흥분성 증가에 의해 발생되며, 또한 탈신

경 초감수성(d enerv ation su p ersen sitivity), 운동신경원의 가지돌기 위축 및 뒤뿌리 구심섬유

의 곁가지 축삭 삭상조직(collateral sp rou tin g)과 같은 신경회로의 가역적인 변화에 의해 발

생할 수 있다(Mayer, 1997). γ-운동신경계 이론이 오래 전부터 제기되어 왔지만, 근육방추

구심섬유에 대한 방추운동 흥분(fu siom otor drive)의 증가에 의해 신장반사를 항진시킨다는

직접적인 증거가 제시되지 못하였다(Bu rke, 1988).

표 1. 강직성 과긴장도를 일으킬 수 있는 신경학적 기전__________________________________________________________________I. 운동신경원의 흥분성 증가

가. 흥분성 연접입력의 증가1. 각 분절에서의 구심신경원에 의해2. 국소적인 흥분성 사이신경원의 작용에 의해3. 내림신경로들의 흥분, 예) 외측전정척수로

나. 억제성 연접입력의 감소1. 랜쇼우세포의 억제에 의해2. Ia 억제성 사이신경원에 의해3. Ib 구심섬유들에 의해

다. 신경원 자체의 전기적인 흥분성의 변화1. 막전위 특성의 변화2. 세포막의 전위 전도성에 변화

II. 신장에 의해 유발되는 운동신경원의 연접 흥분의 증가가. γ-운동신경원의 과흥분성나. 근육으로부터의 감각섬유들에 대한 흥분성 사이신경원의 감수성 증가

1. 곁가지 싹조직(collateral sp rou tin g)2. 탈신경 초감수성(denervation su p ersen sitivity)3. 연접이전 억제(p resyn ap tic inhibition )의 감소

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O'Dw yer 등(1996)은 과긴장도가 근절의 수의 감소와 결합조직의 점성의 증가로 인한 근

육길이의 단축이 신장반사의 과흥분성보다 더 중요하게 기여한다고 하였다. 근육길이의 단

축이 있는 일부 환자에서 증가된 긴장성 신장반사를 보였는데, 이는 단지 근육의 끝범위

(en d ran ge)에서만 나타났다. 이것은 일부 환자들에서 근육길이의 단축이 강직의 증가에 관

여하는 것으로 보인다. 그러나 단축이 있는 대부분의 환자에서 긴장성 신장반사는 증가되지

않았다. 그러므로, 강직을 감소시키는 전략보다는 근육과 결합조직의 점탄성의 변화를 일으

키고, cross-brid ge stiffness를 줄이기 위한 치료전략을 사용하는 것이 더 필요하리라 생각된

다.

H agbarth (1994)는 m u scle stiffness를 감소시키는 치료전략들을 소개하면서 PN F를 추천

하였다. 그 이유는 단축된 근육에 H old-Relax techniqu e과 같은 등척성 수축을 일으켜 이완

이 일어난 후에 근육신장을 하면, 이미 존재하고 있던 actom yocin bon d s를 분해함으로써

m u scle stiffness를 감소시키게 된다는 것이다. 또한 저자의 견해로 볼 때, O'Su lliv an이 소개

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하고 있는 in tegrated PN F를 통하여 최적의 저항(op tim al resistance)을 이용한다면 운동단위

를 효과적으로 동원함으로써 근력과 전반적인 기능 개선을 이룰 수 있으리라고 생각된다.

최근에 강조하고 있는 과제지향접근법(task-oriented ap p roach )에 근거한 특정과제 연습

(task-sp ecific p ractice)은 수의적으로 약간의 근육활동만 있다면 환경과 개인의 의도

(in ten tion)에 의미 있는 운동과제를 연습함으로써 과제를 수행하는데 필요한 수축의 유형(구

심성 또는 원심성 수축), 운동 속도 및 근육 길이에 적합한 근육활동을 일으키는 것을 학습

할 수 있다. Fin ch와 Barbeau (1985)는 보행훈련에 대한 역동적 접근법(dyn am ic ap p roach)을

지지하였다. 그들은 체중의 일부를 지지해줄 수 있는 장비(overhead h arness)를 이용하여 약

한 환측 사지에 능동적인 지탱의 양을 감소시켜준 상태에서, 트레드밀 보행을 하도록 제안

했다(그림 5). 최근 연구결과들은 트레드밀 보행이 율동적인 보행을 촉진하는 효과적인 방법

이며, 과제지향적 운동이 유용한 방법임을 점차적으로 보여주고 있다. H esse 등(1995)은 스

스로 보행이 불가능한 9명의 환자들을 대상으로 연구 디자인 A-B-A 연구를 하였다. A는 30

분 동안의 일부 체중지지와 함께 트레드밀 보행을, B는 Bobath 접근법에 기초한 물리치료를

시행하였다. 결과적으로, 보행속도 면에서 트레드밀 보행은 Bobath 접근법에 기초한 물리치

료보다 의미 있게 효과적이었으며, 연구가 끝 날을 때에는 이 가운데서 7명이 독립적으로

걷게 되었다(그림 6, 그림 7).

그림 5. 환자는 overhead su sp en sion system과 h arn ess에 의해 부분적으로 체중을 지지한

상태에서 트레드밀 위에 걷는다.

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그림 6. 시간이 지남에 따라 평균 Fu nction al Am bu lation Category score를 보여주는 그림이다. 트레드밀 보행훈련 A1과 A2 기간은 전형적인 물리치료를 받은 기간보다 더효과적이었다.

그림 7. 시간이 지남에 따라 측정한 보행속도를 보여주는 그림이다. 트레드밀 보행훈련 A1과 A2 기간은 전형적인 물리치료를 받은 기간보다 더 효과적이었다.

Dean과 Sh ep herd (1997)은 과제지향적 운동 프로그램이 뇌졸중 환자의 앉은 상태에서의

균형(sittin g balance)에 미치는 효과를 연구하였다. 앞쪽에 잡을 물건을 위치시켜 놓고 다양

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한 거리와 방향에서 과제를 하는 동안 환측과 건측 발에 주어지는 지면반발력을 측정하였다

(그림8). 실험군은 자신의 팔 길이 이상의 거리에 놓여 있는 물건을 잡는 과제를 훈련시키

고, 대조군은 단지 자신의 팔 길이 내에 인지-조작 과제들을 수행하는 유사훈련을 수행했다.

실험군에서는 훈련 후 대조군과 비교해서 더 빠르게 과제를 수행했고, 환측 발에 더 많은

체중지지를 했으며, 환측 다리의 근육이 더 많은 활성을 보였다(그림9, 그림10).

그림 8. 실험 설정과 도달하기(reachin g)의 방향조건을 보여주는 그림

그림 9. 세 가지 조건을 시행하는 동안 양발에서 측정된 수직지면반발력(vertical grou n dreaction forces; GRF)이다. 위와 중간 그림은 실험군의 도달하기 과제 전후의 지면반발력이다(굵은 선, 환측; 가는 선, 건측). 아래 그림은 대조군인 건강한 노인의 도달과제 시의 지면 반발력이다(굵은선, 왼쪽 발; 가는 선, 오른쪽 발). 수직 점선은도달과제 시의 손 움직임의 시작과 끝을 나타낸다.

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그림 10. 대조군에서의 팔 길이 내에서 시행한 인지적 조작과제 전후의 유사한 지면반발력을 나타낸 그림이다.

Mayer (1997)는 상위운동신경원 증후군(UMN syn drome)에서 나타나는 운동장애를 크게

두 가지 증상으로 나누어서 설명하였다. 이 들 운동장애 중에서 양성증상(p ositive

sym p tom s)은 강직으로 대표되는 신장반사의 항진과 하지에서의 굽힘근반사의 해리와 같은

반사가 우세하게 드러나는 것이며, 음성증상(negative sym p tom s)은 정교한 운동의 상실과

근육약화를 들 수 있다(표2). 민첩한 손가락 움직임(fin ger dexterity)의 상실과 근육 약화는

상위운동신경원질환에서 나타나는 대표적인 2가지 음성증상이다. 민첩성(dexterity)은 운동과

제를 정확하게, 빠르게, 합리적으로 그리고 기술적으로 해결할 수 있는 능력을 말한다. 이것

이 손상되면 변화하는 환경에 대하여 유연하게 적용하지 못한다. 특정 관절에서의 선택적

운동(selected m ovem ent)이나 분리운동(isolated m ovem ent)을 할 수 있는 능력은 일반적으

로 심하게 손상된다.

표 2. 상위운동신경원 증후군에서의 운동장애의 임상적 특성

__________________________________________________________양성 증상

강직(spasticity)증가된 근긴장도과도한 힘줄반사펴짐근으로의 신장반사의 확산반복적인 신장반사 전위 : 긴장성 경련(clonu s)

굽힘근 반사의 해리(released flexor reflexs)바빈스키 반응덩어리 협력 양상

음성 증상정교한 손가락 운동의 상실근육 약화

부적절한 힘 생성느린 움직임

근육과 사지 분절들의 선택적 조절의 상실

강직성 근육에서의 역학적 변화경직(stiffness)

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구축(contracture)섬유증(fibrosis)위축(atrophy)

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근육약화는 강직성 근육들에서 수의적인 수축에 있어서 필요한 운동단위의 동원되는 수

가 감소되거나 이들 운동단위들에서 흥분율(firin g frequ en cy)의 감소에 의해 나타난다(Katz

와 Rym er, 1989; Tan g과 Rymer, 1981). 환자가 운동단위들의 연속수축(fu sed con traction)

생성을 위한 충분히 높은 흥분율을 성취시키지 못한다면 최대의 힘을 생성할 수 없다. Tan g

과 Rym er (1981)의 연구에서, 편부전마비 환자는 등척성 팔굽 굽힘력을 생성할 때 건측보다

더 많은 근전도 활동을 보였다. 그 이유는 환측에 있는 운동단위들의 불연속 수축(u n fu sed

contraction) 때문이었다. 또한 Roth w ell(1994)은 상위운동신경원 증후군에서 동원순서와 운

동단위들의 역학적 특성은 일반적으로 변화되지 않는다고 하였다. 그러므로, 편부전마비 환

자에게서 과제 특성에 맞는 수축량이 발생하지 않는 것은 낮은 흥분율과 동원단위의 불연속

수축 때문이다.

많은 연구자들은 강직의 정도와 기능적인 수행간의 의미 있는 관계를 입증하는데 실패한

것과는 대조적으로 근력의 정도와 기능적인 수행간의 관계는 입증되어왔다. 편부전마비 환

자에서 근육약화가 명백하게 존재함에도 불구하고 지난 30년동안 치료의 초점이 되지 못하

였다(Bou rbon n ais와 N oven, 1989). 이상의 논의에서 볼 때 뇌졸중이나 뇌성마비아동에서 사

지의 전반적인 치료의 일부분으로서 강직으로 인한 비정상인 동시수축을 감소시키는 치료전

략은 연구들에 의해 지지되지 못하고 있다. 또한 동시수축의 비정상적인 정도가 움직임을

차단한다는 가정은 타당한 것으로 보이지 않는다. 치료의 효능은 근육약화의 원인인 감소된

운동단위 동원을 증가시키는 전략이 필요하리라고 생각된다. 그러므로, 저항을 이용한 근력

강화운동은 환자의 근력을 증가시킬 것이며 이로 인해 기능을 개선하리라고 본다.

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