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Clinical Pain 2024; 23(2): 41-46

Published online December 31, 2024 https://doi.org/10.35827/cp.2024.23.2.41

Copyright © Korean Association of Pain Medicine.

Terminology, Pathophysiology, and Natural History of Frozen Shoulder

동결견의 명칭, 병태생리와 자연경과

Myung Woo Park

박 명 우

Author Info +

Department of Rehabilitation Medicine, Chung-Ang University Hospital, Chung-Ang University College of Medicine, Seoul, Korea

중앙대학교 의과대학 중앙대학교병원 재활의학과

Correspondence to:박명우, 서울시 동작구 흑석로 102 ㉾ 06973, 중앙대학교 의과대학 중앙대학교병원 재활의학과
Tel: 02-6299-1883, Fax: 02-6264-8272
E-mail: parkmw@cau.ac.kr

Received: May 19, 2024; Revised: June 25, 2024; Accepted: July 4, 2024

Abstract

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Frozen shoulder is characterized by progressive stiffness and pain, often leading to significant functional impairments. While its clinical features are well-documented, the literature presents considerable divergence regarding its natural history, with many sources treating it as a self-limiting condition. This review article seeks to explore the natural history of frozen shoulder and reassess the commonly held belief that it resolves spontaneously without intervention. Additionally, by examining the historical and current perspectives on its terminology and reviewing the pathophysiology, this paper aims to enhance understanding of the disorder within the medical community.

KeywordsFrozen shoulder, Terminology, Pathophysiology, Natural history, Shoulder pain

서 론

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동결견(frozen shoulder)은 임상에서 흔히 접하는 근골격계 질환 중 하나로, 환자에게 심한 통증과 어깨 관절 운동범위의 제한을 초래한다. 1940년대에 동결견이란 용어가 통증을 동반한 강직과 회복 단계를 거쳐 자연스럽게 호전되는 경과의 자기한정적 질환(self-limiting disease)이란 의미로 처음 제시되었고, 지금도 많은 전문가들에 의해 저절로 좋아지는 양성 질환으로 여겨지고 있다.1,2 하지만 최근 많은 연구자들이 동결견 환자의 대부분이 완전히 회복되지 않으며, 남아있는 통증과 기능 제한을 겪는다는 연구 결과를 발표하며 기존 이론에 의문을 제기하고 있다.1 동결견에 대한 정의와 분류 역시 명확한 합의가 이루어지지 않았으며, 다양한 용어와 접근 방식으로 인해 적절한 치료 방향을 설정하는데 어려움이 있다.3 따라서 본고에서는 동결견을 묘사하는데 사용되는 다양한 용어들의 의미와 적합성을 검토하고, 병태생리와 자연 경과를 살펴봄으로써 질환에 대한 명확한 이해를 돕고자 한다.

본 론

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1. 용어(terminology)

역사적으로 동결견과 관련하여 가장 먼저 사용된 용어는 1896년 Duplay4가 언급한 ‘periarthrite scapulohumerale’이다. 해당 용어는 정확한 병인을 알지 못하였기 때문에 통증과 관절 운동범위 제한을 특징으로 하는 다양한 임상적 질환들을 포괄하는 용어로 사용되었고, 병리학적 원인이 관절 내부(intra-articular)가 아닌 관절 주변(peri-articular)에 있음을 지칭하는 용어였다. 실제로 Duplay5는 견봉하 점액낭(subacromial bursa)에서 초기 염증이 시작된다고 생각하였다. 이후 Codman2은 Duplay의 연구를 바탕으로 회전근개의 퇴행성 변화가 점액낭 염증(bursal inflammation)과 유착을 유발하고 이후 시간이 지남에 따라 호전된다는 가설을 세웠고, 이 상태를 ‘adherent subacromial bursitis’로 정의하였다가 ‘frozen shoulder’로 추후 명명하면서 ‘동결견’이란 명칭이 처음 등장하였다. 이 용어는 얼어붙는다는 비유를 통해 특유의 임상 상태를 표현한 것이었으나, 실제로 차가운 온도와는 무관하며 증상이 자연스럽게 사라질 것이라는 잘못된 인상을 줄 수 있다는 이유 등으로 비판을 받았다.6,7 이러한 관점을 반영하여 1945년 Neviaser8는 통증과 함께 어깨의 움직임이 제한된 환자들을 수술한 후, 관절낭(capsule)이 상완골두(humeral head)에 마치 ‘피부에서 의료용 반창고가 벗겨지듯 붙어 있다가 쉽게 분리되는(like adhesive plaster from skin)’ 소견을 보고하면서, 초기 염증이 이러한 소견으로 이어질 수 있다는 점을 강조하며 ‘유착성 관절낭염(adhesive capsulitis)’이라는 용어를 제안하였다. 그러나 ‘adhesive’는 매우 혼동스러운 용어로 Neviaser는 실제 유착을 발견하지 않았으며, 그러한 의도로 사용하고자 한 것이 아니었다.9 실제로 주변 구조물의 구축과 섬유화는 문헌들에서 보고된 반면, 유착에 대한 근거는 부족하여 ‘adhesive capsulitis’라는 용어가 병리학적 기전을 적절히 반영하지 못하고 있기 때문에, International Society of Arthroscopy, Knee Surgery and Orthopaedic Sports Medicine (ISAKOS) Upper Extremity Council과 American Shoulder and Elbow Surgeons (ASES) 등의 학술 단체에서 ‘adhesive capsulitis’보다 ‘frozen shoulder’의 사용을 권장하고 있다.6,10-12 그럼에도 불구하고 아직까지 많은 체계적 문헌고찰들에서는 ‘adhesive capsulitis’의 사용 빈도가 조금 더 높다.3

문헌들은 동결견을 원인의 유무에 따라 일차성과 이차성으로 분류하고 있지만, 이 분류에 대해 저자들 사이에 완전한 합의가 이루어지지 않았다.5 ISAKOS Upper Extremity Council은 견관절 강직증(stiff shoulder)을 원인에 따라 일차성과 이차성으로 구분하였고, 동결견은 외상이나 특정 어깨 질환과 관계없는 일차성 특발성 견관절 강직증(primary idiopathic stiff shoulder)에 한해 사용되어야 한다고 규정하였다. 이에 따르면 당뇨병이나 갑상선 질환, Dupuytren 구축 등의 선행 요인이 있는 경우는 특발성으로 간주된다. 그리고 이차성 견관절 강직증(secondary stiff shoulder)은 원인에 따라 관절 내부(intra-articular), 관절낭(capsular), 관절 외부(extra-articular), 신경학적(neurologic) 원인으로 분류되며, 전신적 또는 대사 질환에 의한 만성 저등급 염증(chronic low-grade inflammation) 상태는 선행 요인으로 간주되어 이차성 분류에 포함되지 않았다(Table 1).11

Table 1 Classification and Epidemiology of Frozen Shoulder11

ClassificationCauseExamples
Frozen shoulder (primary stiff shoulder)Unknown
Predisposing conditionsDiabetes mellitus, Dupuytren contracture, thyroid disorders, myocardial infarction, Parkinson disease
Secondary stiff shoulderIntra-articularChondral lesion, labral tear, loose bodies
CapsularAfter capsular injury, surgery, joint immobilization
Extra-articularMuscle tightness, heterotopic ossification, skin scarring of burns
　NeurologicInjuries to the cervical spine or brachial plexus

한편 ASES에 따르면 동결견은 능동 및 수동적 어깨 움직임의 제한과 더불어, 방사선 검사에서 골다공증이나 석회성 건염의 가능성을 제외하고 견관절에 특이한 소견이 없는 상태로 정의된다. 이들은 동결견을 일차성과 이차성으로 구분하였고, 이차성 동결견은 회전근개 질환과 관련된 내재성, 어깨 관절 자체와는 떨어진 병변의 문제(예: 동측 유방 수술, 경추 신경뿌리병증, 뇌혈관사고 등)와 연관된 외재성, 그리고 당뇨병, 갑상선 질환, 부신 기능부전 등의 전신 질환으로 인한 전신성으로 세분화하였다.12

2. 병태생리학(pathophysiology)

병리해부학적 관점에서 동결견의 움직임 제한의 주된 원인은 견관절낭(glenohumeral capsule)의 구축이다. 정상적인 견관절은 보통 15∼20 mL의 부피를 가지고 있지만, 동결견 환자의 경우 5 mL 미만으로 줄어들 수 있고, 정상과 비교하였을 때 관절내 압력이 높아지고 압력-부피 곡선이 가파르게 상승하는 것이 특징적이다.13-15 회전근 간격(rotator interval)과 외전 시 긴장되는 오구 상완 인대(coracohumeral ligament)가 동결견의 초기 병태생리학에서 중요한 역할을 하며, 여러 문헌에서 이를 뒷받침하는 결과들이 보고되었다.16-21 초음파 유도 스테로이드 주사를 후방에서 시행하는 것보다 오구 상환 인대 주변과 회전근 간격을 대상으로 하는 경우 통증 호전과 관절 운동범위 개선에 더 효과가 있었다는 연구가 있으며, 18F-fluorodeoxyglucose (FDG) 양전자 방출 단층촬영(positron emission tomography-computed tomography, PET-CT)을 통해 주로 회전근 간격과 관절낭 앞쪽, 액와 오목(axillary recess)에서 FDG 흡수가 일어난다는 것이 확인되었다.18,19 또한 동결견 환자의 혈관조영술에서 신생혈관증식이 회전근 간격 주위에서 관찰되고, 콜라겐 대사와 세포 유착(cell adhesion), 면역 반응과 관련된 단백질의 발현 증가가 생화학적 분석에서 확인되었다.20,21

조직학적으로 동결견의 초기 단계에서는 활액막하의 혈관과다(subsynovial hypervascularity), 활액막 과다형성(synovial hyperplasia), 섬유모세포 증식(fibroblast proliferation) 등의 염증성 변화가 관찰된다.22 이와 동반된 혈관 신생(neoangio-genesis) 및 새로운 신경 섬유 생성(neurogenesis), 전염증 매개체(proinflammatory mediator)로 인한 산-감지 이온채널(acid-sensing ion channel) 발현의 증가는 통각 과민을 유발시킨다.23 후기 단계로 진행하면 초기의 염증 징후는 점차 사라지고 세포외기질(extracellular matrix) 내에서 섬유모세포(fibro-blast)가 근섬유모세포(myofibroblast)로 분화되며 불규칙한 형태의 3형 콜라겐이 증가한다. 이러한 분화는 근섬유모세포 활성도의 지표인 α-SMA (alpha-smooth muscle actin)을 통해 확인할 수 있으며 질병의 초기 단계에서는 두드러지지 않는다.24

동결견에서 조직 섬유화는 주로 세포외기질 분해와 합성의 불균형에 의해 발생한다. 섬유모세포는 결합 조직에 주로 존재하는 세포로서 세포외기질의 주요 단백질인 1형 및 3형 콜라겐을 생산하는 데 중요한 역할을 한다.25 동결견 환자의 경우 콜라겐을 분해하는 MMPs (matrix metalloproteinases)의 활성도가 이를 억제하는 TIMPs (tissue inhibitor of metalloproteinases)에 비해 현저히 감소함에 따라 미성숙한 3형 콜라겐이 축적된다.26 또한 섬유모세포가 근섬유모세포로 분화되며 수축성이 증가하는 것도 섬유화 진행의 중요한 기전으로 이 과정에 TGF-β1 (transforming growth factor-beta 1)과 기계적 스트레스가 주요한 역할을 한다.27 TGF-β1은 섬유모세포의 근섬유모세포로의 분화를 자극하고 콜라겐 합성을 촉진하여 세포외기질 순환에 영향을 미친다.28,29 동시에 섬유모세포는 임계값 이상의 기계적 스트레스에 반응하여 근섬유모세포로 분화가 유발되며, 기계적 스트레스는 TGF-β1을 활성화시켜 섬유화 과정을 더욱 촉진시킨다.30,31

만성 저등급 염증 상태와 동결견 발병의 연관성을 뒷받침하는 여러 연구들이 있다. 동결견 환자에서 공복 혈청 콜레스테롤, 중성지방, 혈장 포도당 수치가 높게 나타나고, 동맥경화증의 위험 요소로 알려진 염증성 지질단백질인 LDL (low density lipoprotein) 및 non-HDL (non-high density lipoprotein)이 동결견의 위험 요인으로 확인되었다.32,33 만성 염증 표지자인 ICAM-1 (intercellular adhesion molecule-1)이 대조군에 비해 동결견 환자의 관절낭과 활액에서 높게 나타났으며, 당뇨병, 심혈관 질환, 갑상선 질환과 같은 만성 염증 질환에서 확인되는 염증성 사이토카인 수치의 증가가 동결견에서도 유사하게 관찰된다.34,35 이러한 발견들은 당뇨병과 갑상선 질환이 동결견 발병의 중요한 위험 인자이며, 만성 저등급 염증이 동결견 발병 과정에 있어서 중요한 선행 요인이 된다는 이론을 뒷받침한다.35

동결견 초기 단계에서 염증 반응은 질병 진행에 중요한 영향을 미친다. 섬유모세포는 결합 조직의 세포외기질을 합성하는 구조적 역할 외에 면역 세포의 행동을 조절하여 면역 반응에도 관여한다.36 TGF-β1, TNF-α (tumor necrosis factor-alpha) 및 IL-1 (interleukin-1)과 IL-6 (Interleukin-6) 같은 염증성 사이토카인의 과발현을 수반하는 면역 반응이 조직의 섬유화에 선행하며, 사이토카인은 섬유모세포의 증식, 활성화 및 분화를 조절하여 콜라겐 합성에 영향을 준다.37 또한, 동결견 환자의 관절낭 생검에서 HMGB1 (high mobility group box 1)과 같은 알라민(alarmin)의 증가가 관찰되는데, 이는 면역 시스템의 초기 활성화 인자로 작용하여 TGF-β1 생성을 자극하고 근섬유모세포 분화를 통해 조직 섬유화를 유발시킨다. 추가적으로, HMGB1은 AGEs (advanced glycation end products) 수용체에 결합하여 NF-κB (nuclear factor kappa B) 경로의 활성화를 통해 TGF-β1의 방출을 증가시켜 염증과 섬유화 반응을 유도한다.38-40

당뇨병 환자에서 동결견의 유병률은 10∼30%로 일반 인구의 2∼5%보다 현저히 높으며 보존적 치료에 반응이 더 좋지 않다.41 그 원인 중 하나로 포도당이 단백질과 비효소적 당화 과정을 통해 형성되는 AGEs의 역할이 가설로 제시되었다. AGEs는 수명이 긴 단백질에 결합하면 분해가 잘 되지 않고 결합 조직에 축적이 되는데 이는 노화와 함께 점진적으로 발생하는 정상적인 과정이지만 당뇨병 환자에서 가속화된다.42 과도한 양의 AGEs는 비정상적으로 콜라겐과 교차 결합을 하여 조직의 구조적 변화를 유발하고 유순도를 감소시키는데, 동결견 환자의 관절낭 조직에서 AGEs의 양이 유의하게 높게 관찰된다.43,44 또한 AGEs는 MMPs의 발현을 감소시키고 TIMPs의 발현을 증가시켜 정상적인 조직 리모델링을 방해하며, TGF-β1과 PDGF (platelet-derived growth factor)와 같은 전섬유성 사이토카인의 발현을 증가시킨다.45,46 이러한 과정은 당뇨병 환자에서 동결견이 잘 낫지 않는 이유를 일부 설명할 수 있다(Fig. 1).47

Figure 1.Diagram illustrating the pathophysiology of frozen shoulder. HMGB1, high mobility group box 1; TNF-α, tumor necrosis factor-alpha; IL-1, interleukin-1; IL-6, interleukin-6; PDGF, platelet-derived growth factor; VEGF, vascular endothelial growth factor; TGF-β1, transforming growth factor-beta 1; AGEs, advanced glycation end products; NF-κB, nuclear factor kappa B; α-SMA, alpha-smooth muscle actin; MMP, matrix metalloproteinase; TIMP, tissue inhibitor of metalloproteinase; ECM, extracellular matrix. (Adapted from T. Kraal, et al. Journal of Experimental Orthopaedics 2020;7:1-15, 47 on the basis of Open Access)

3. 자연 경과(natural history)

다양한 의학 저널과 교과서, 영국의 국가보건서비스(National Health Service, NHS)와 같은 공식적인 기관의 문서에서 동결견의 임상 패턴이 주로 통증, 강직, 자연적 회복을 특징으로 하는 결빙기(freezing phase), 동결기(frozen phase), 해빙기(thawing phase)의 세 단계를 거친다고 설명한다.3 이는 1975년 Reeves가 처음 제안한 것으로 동결견을 염증성 질환으로 개념화함으로써 염증 과정에 따라 자연적으로 회복된다는 이론이다.48 이후 Grey는 한 페이지 분량의 논문에서 연구 방법이나 객관적 지표에 대한 보고 없이 Reeves의 이론을 확장하여 동결견이 시간이 지남에 따라 완전히 해결되는 자기한정적 질환이라고 제안하였다.49 하지만 환자들이 겪는 통증과 관절 운동범위 제한의 시기와 범위는 논란의 대상으로, 일부 학자들은 2단계 혹은 4단계를 기술하기도 하며 이러한 시간적 경과에 대한 합의는 이루어진 바가 없다.1,3

Wong 등1은 체계적 문헌고찰을 통해 Reeves가 제안한 이론적인 세 단계—초기에는 운동 범위의 개선이 느리고 후기에는 큰 개선이 이루어지는 경과—와 일치하는 회복 패턴을 보여주는 연구가 없음을 보고하였다. Reeves는 통증 단계를 10주에서 36주, 강직 단계를 4개월에서 12개월, 회복 단계를 5개월에서 26개월로 각각 서로 겹치는 증상의 기간으로 특징지었다. 그러나 치료를 받지 않은 대조군에 대한 장기 경과를 보고한 세 개의 무작위 대조 시험에서는 운동 범위와 기능의 가장 큰 회복이 초기 몇 달 동안 이루어진다는 상반된 경과가 명백하게 관찰되었다. 또한, 일부 증상의 호전은 있으나 어떠한 연구도 정상적인 운동 범위로 완전히 회복된다는 객관적 증거를 제시하지 못하였다고 지적하였다.1 Abrassart 등3은 24개의 체계적 문헌고찰 중 8개(33%)만이 동결견을 자기한정적 질환이라 설명하였다고 언급하였고, 11개(46%)만이 세 단계 모델을 언급하였다고 지적하며, ‘세 단계의 자기한정적 질환’보다는 근거에 기반하여 ‘단기적으로 개선을 보이나 지속적으로 낮은 수준의 제한과 통증이 발생할 가능성이 높은 질환’으로 설명할 것을 권장하고 있다.

많은 연구자들이 수 년 후에도 남아있는 결손을 보고하며 기존의 이론에 대한 반론을 제기하였으나, 다양한 매체가 시간이 지남에 따라 자연스레 해결된다는 동결견의 자기한정적 상태에 대한 이론을 지속적으로 전파했다. 이러한 견해는 환자와 임상의가 아무것도 하지 않도록 유도하여 그 결과 만성적인 결손이 남아 기능적 활동에 제한을 초래할 수 있다.1 실제로 초기에 충분한 정보 제공이나 전문적인 치료를 받지 못한 사람들이 빠르고 명확한 전문가의 치료 경로를 선호한다는 근거가 있기 때문에, 동결견의 자연 경과를 세 단계의 자기한정적 질환으로 설명하는 것은 혼란을 야기할 수 있으며, 최적의 환자 진료에 방해가 될 수 있다.3,50 따라서 임상의들은 동결견이 초기 염증과 연계된 섬유증식으로 점진적으로 통증과 관절 운동범위가 제한되는 병리학적 연속체임을 인지하고, 많은 환자들이 최소한의 장애를 보고하고 있지만, 경미하거나 중증도의 제한과 지속되는 통증을 겪을 수 있다는 것을 인식해야 한다.

결 론

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동결견과 관련된 논란의 주요 원인은 명칭, 분류 및 자연 경과에 대한 명확한 합의가 이루어지지 않은 것에서 비롯된다. 현재까지 병리학적 기전, 임상적 증상, 환자의 관점을 모두 반영한 최선의 용어에 대한 합의가 부족하지만, ISAKOS와 ASES 등의 학술 단체에서는 ‘동결견’이 ‘유착성 관절낭염’보다 적합한 명칭으로 제안되고 있다. 병태생리학적으로, 만성 저등급 염증 상태는 동결견의 유발 인자로 작용할 수 있다. HMGB1과 같은 알라민의 증가와 AGE 수용체와의 결합은 초기 면역 반응을 일으키며, 이는 염증의 연쇄반응으로 이어진다. NF-κB 경로의 활성화와 기계적 스트레스는 TGF-β를 포함한 염증성 사이토카인의 방출을 촉진하여, 섬유모세포의 증식과 분화, 세포외기질의 대사 불균형 및 3형 콜라겐의 축적을 유발하고, 이는 견관절의 강직을 초래한다. 동결견의 자연 경과에 대한 합의 또한 이루어지지 않았으며, 기존의 단계적 구분과 자기한정적 질환이라는 이론에 대한 근거는 빈약하다. 초기에 증상 개선이 이루어지다가 장기적으로 지속되는 제한을 초래할 수 있다는 설명이 임상과 연구에서 발생하는 혼란을 줄일 수 있고, 또한 적절히 치료를 받는다 하더라도 증상이 해결되지 않는 환자들의 불안과 잠재적 해를 줄일 수 있을 것이다.

CONFLICT OF INTEREST

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The authors report no conflicts of interest.

References

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Article

Review Article

Clinical Pain 2024; 23(2): 41-46

Published online December 31, 2024 https://doi.org/10.35827/cp.2024.23.2.41

Copyright © Korean Association of Pain Medicine.

Terminology, Pathophysiology, and Natural History of Frozen Shoulder

Myung Woo Park

Department of Rehabilitation Medicine, Chung-Ang University Hospital, Chung-Ang University College of Medicine, Seoul, Korea

Correspondence to:박명우, 서울시 동작구 흑석로 102 ㉾ 06973, 중앙대학교 의과대학 중앙대학교병원 재활의학과
Tel: 02-6299-1883, Fax: 02-6264-8272
E-mail: parkmw@cau.ac.kr

Received: May 19, 2024; Revised: June 25, 2024; Accepted: July 4, 2024

Abstract

Frozen shoulder is characterized by progressive stiffness and pain, often leading to significant functional impairments. While its clinical features are well-documented, the literature presents considerable divergence regarding its natural history, with many sources treating it as a self-limiting condition. This review article seeks to explore the natural history of frozen shoulder and reassess the commonly held belief that it resolves spontaneously without intervention. Additionally, by examining the historical and current perspectives on its terminology and reviewing the pathophysiology, this paper aims to enhance understanding of the disorder within the medical community.

Keywords: Frozen shoulder, Terminology, Pathophysiology, Natural history, Shoulder pain

서 론

동결견(frozen shoulder)은 임상에서 흔히 접하는 근골격계 질환 중 하나로, 환자에게 심한 통증과 어깨 관절 운동범위의 제한을 초래한다. 1940년대에 동결견이란 용어가 통증을 동반한 강직과 회복 단계를 거쳐 자연스럽게 호전되는 경과의 자기한정적 질환(self-limiting disease)이란 의미로 처음 제시되었고, 지금도 많은 전문가들에 의해 저절로 좋아지는 양성 질환으로 여겨지고 있다.1,2 하지만 최근 많은 연구자들이 동결견 환자의 대부분이 완전히 회복되지 않으며, 남아있는 통증과 기능 제한을 겪는다는 연구 결과를 발표하며 기존 이론에 의문을 제기하고 있다.1 동결견에 대한 정의와 분류 역시 명확한 합의가 이루어지지 않았으며, 다양한 용어와 접근 방식으로 인해 적절한 치료 방향을 설정하는데 어려움이 있다.3 따라서 본고에서는 동결견을 묘사하는데 사용되는 다양한 용어들의 의미와 적합성을 검토하고, 병태생리와 자연 경과를 살펴봄으로써 질환에 대한 명확한 이해를 돕고자 한다.

본 론

1. 용어(terminology)

역사적으로 동결견과 관련하여 가장 먼저 사용된 용어는 1896년 Duplay4가 언급한 ‘periarthrite scapulohumerale’이다. 해당 용어는 정확한 병인을 알지 못하였기 때문에 통증과 관절 운동범위 제한을 특징으로 하는 다양한 임상적 질환들을 포괄하는 용어로 사용되었고, 병리학적 원인이 관절 내부(intra-articular)가 아닌 관절 주변(peri-articular)에 있음을 지칭하는 용어였다. 실제로 Duplay5는 견봉하 점액낭(subacromial bursa)에서 초기 염증이 시작된다고 생각하였다. 이후 Codman2은 Duplay의 연구를 바탕으로 회전근개의 퇴행성 변화가 점액낭 염증(bursal inflammation)과 유착을 유발하고 이후 시간이 지남에 따라 호전된다는 가설을 세웠고, 이 상태를 ‘adherent subacromial bursitis’로 정의하였다가 ‘frozen shoulder’로 추후 명명하면서 ‘동결견’이란 명칭이 처음 등장하였다. 이 용어는 얼어붙는다는 비유를 통해 특유의 임상 상태를 표현한 것이었으나, 실제로 차가운 온도와는 무관하며 증상이 자연스럽게 사라질 것이라는 잘못된 인상을 줄 수 있다는 이유 등으로 비판을 받았다.6,7 이러한 관점을 반영하여 1945년 Neviaser8는 통증과 함께 어깨의 움직임이 제한된 환자들을 수술한 후, 관절낭(capsule)이 상완골두(humeral head)에 마치 ‘피부에서 의료용 반창고가 벗겨지듯 붙어 있다가 쉽게 분리되는(like adhesive plaster from skin)’ 소견을 보고하면서, 초기 염증이 이러한 소견으로 이어질 수 있다는 점을 강조하며 ‘유착성 관절낭염(adhesive capsulitis)’이라는 용어를 제안하였다. 그러나 ‘adhesive’는 매우 혼동스러운 용어로 Neviaser는 실제 유착을 발견하지 않았으며, 그러한 의도로 사용하고자 한 것이 아니었다.9 실제로 주변 구조물의 구축과 섬유화는 문헌들에서 보고된 반면, 유착에 대한 근거는 부족하여 ‘adhesive capsulitis’라는 용어가 병리학적 기전을 적절히 반영하지 못하고 있기 때문에, International Society of Arthroscopy, Knee Surgery and Orthopaedic Sports Medicine (ISAKOS) Upper Extremity Council과 American Shoulder and Elbow Surgeons (ASES) 등의 학술 단체에서 ‘adhesive capsulitis’보다 ‘frozen shoulder’의 사용을 권장하고 있다.6,10-12 그럼에도 불구하고 아직까지 많은 체계적 문헌고찰들에서는 ‘adhesive capsulitis’의 사용 빈도가 조금 더 높다.3

문헌들은 동결견을 원인의 유무에 따라 일차성과 이차성으로 분류하고 있지만, 이 분류에 대해 저자들 사이에 완전한 합의가 이루어지지 않았다.5 ISAKOS Upper Extremity Council은 견관절 강직증(stiff shoulder)을 원인에 따라 일차성과 이차성으로 구분하였고, 동결견은 외상이나 특정 어깨 질환과 관계없는 일차성 특발성 견관절 강직증(primary idiopathic stiff shoulder)에 한해 사용되어야 한다고 규정하였다. 이에 따르면 당뇨병이나 갑상선 질환, Dupuytren 구축 등의 선행 요인이 있는 경우는 특발성으로 간주된다. 그리고 이차성 견관절 강직증(secondary stiff shoulder)은 원인에 따라 관절 내부(intra-articular), 관절낭(capsular), 관절 외부(extra-articular), 신경학적(neurologic) 원인으로 분류되며, 전신적 또는 대사 질환에 의한 만성 저등급 염증(chronic low-grade inflammation) 상태는 선행 요인으로 간주되어 이차성 분류에 포함되지 않았다(Table 1).11

Table 1 . Classification and Epidemiology of Frozen Shoulder11.

ClassificationCauseExamples
Frozen shoulder (primary stiff shoulder)Unknown
Predisposing conditionsDiabetes mellitus, Dupuytren contracture, thyroid disorders, myocardial infarction, Parkinson disease
Secondary stiff shoulderIntra-articularChondral lesion, labral tear, loose bodies
CapsularAfter capsular injury, surgery, joint immobilization
Extra-articularMuscle tightness, heterotopic ossification, skin scarring of burns
　NeurologicInjuries to the cervical spine or brachial plexus


한편 ASES에 따르면 동결견은 능동 및 수동적 어깨 움직임의 제한과 더불어, 방사선 검사에서 골다공증이나 석회성 건염의 가능성을 제외하고 견관절에 특이한 소견이 없는 상태로 정의된다. 이들은 동결견을 일차성과 이차성으로 구분하였고, 이차성 동결견은 회전근개 질환과 관련된 내재성, 어깨 관절 자체와는 떨어진 병변의 문제(예: 동측 유방 수술, 경추 신경뿌리병증, 뇌혈관사고 등)와 연관된 외재성, 그리고 당뇨병, 갑상선 질환, 부신 기능부전 등의 전신 질환으로 인한 전신성으로 세분화하였다.12

2. 병태생리학(pathophysiology)

병리해부학적 관점에서 동결견의 움직임 제한의 주된 원인은 견관절낭(glenohumeral capsule)의 구축이다. 정상적인 견관절은 보통 15∼20 mL의 부피를 가지고 있지만, 동결견 환자의 경우 5 mL 미만으로 줄어들 수 있고, 정상과 비교하였을 때 관절내 압력이 높아지고 압력-부피 곡선이 가파르게 상승하는 것이 특징적이다.13-15 회전근 간격(rotator interval)과 외전 시 긴장되는 오구 상완 인대(coracohumeral ligament)가 동결견의 초기 병태생리학에서 중요한 역할을 하며, 여러 문헌에서 이를 뒷받침하는 결과들이 보고되었다.16-21 초음파 유도 스테로이드 주사를 후방에서 시행하는 것보다 오구 상환 인대 주변과 회전근 간격을 대상으로 하는 경우 통증 호전과 관절 운동범위 개선에 더 효과가 있었다는 연구가 있으며, 18F-fluorodeoxyglucose (FDG) 양전자 방출 단층촬영(positron emission tomography-computed tomography, PET-CT)을 통해 주로 회전근 간격과 관절낭 앞쪽, 액와 오목(axillary recess)에서 FDG 흡수가 일어난다는 것이 확인되었다.18,19 또한 동결견 환자의 혈관조영술에서 신생혈관증식이 회전근 간격 주위에서 관찰되고, 콜라겐 대사와 세포 유착(cell adhesion), 면역 반응과 관련된 단백질의 발현 증가가 생화학적 분석에서 확인되었다.20,21

조직학적으로 동결견의 초기 단계에서는 활액막하의 혈관과다(subsynovial hypervascularity), 활액막 과다형성(synovial hyperplasia), 섬유모세포 증식(fibroblast proliferation) 등의 염증성 변화가 관찰된다.22 이와 동반된 혈관 신생(neoangio-genesis) 및 새로운 신경 섬유 생성(neurogenesis), 전염증 매개체(proinflammatory mediator)로 인한 산-감지 이온채널(acid-sensing ion channel) 발현의 증가는 통각 과민을 유발시킨다.23 후기 단계로 진행하면 초기의 염증 징후는 점차 사라지고 세포외기질(extracellular matrix) 내에서 섬유모세포(fibro-blast)가 근섬유모세포(myofibroblast)로 분화되며 불규칙한 형태의 3형 콜라겐이 증가한다. 이러한 분화는 근섬유모세포 활성도의 지표인 α-SMA (alpha-smooth muscle actin)을 통해 확인할 수 있으며 질병의 초기 단계에서는 두드러지지 않는다.24

동결견에서 조직 섬유화는 주로 세포외기질 분해와 합성의 불균형에 의해 발생한다. 섬유모세포는 결합 조직에 주로 존재하는 세포로서 세포외기질의 주요 단백질인 1형 및 3형 콜라겐을 생산하는 데 중요한 역할을 한다.25 동결견 환자의 경우 콜라겐을 분해하는 MMPs (matrix metalloproteinases)의 활성도가 이를 억제하는 TIMPs (tissue inhibitor of metalloproteinases)에 비해 현저히 감소함에 따라 미성숙한 3형 콜라겐이 축적된다.26 또한 섬유모세포가 근섬유모세포로 분화되며 수축성이 증가하는 것도 섬유화 진행의 중요한 기전으로 이 과정에 TGF-β1 (transforming growth factor-beta 1)과 기계적 스트레스가 주요한 역할을 한다.27 TGF-β1은 섬유모세포의 근섬유모세포로의 분화를 자극하고 콜라겐 합성을 촉진하여 세포외기질 순환에 영향을 미친다.28,29 동시에 섬유모세포는 임계값 이상의 기계적 스트레스에 반응하여 근섬유모세포로 분화가 유발되며, 기계적 스트레스는 TGF-β1을 활성화시켜 섬유화 과정을 더욱 촉진시킨다.30,31

만성 저등급 염증 상태와 동결견 발병의 연관성을 뒷받침하는 여러 연구들이 있다. 동결견 환자에서 공복 혈청 콜레스테롤, 중성지방, 혈장 포도당 수치가 높게 나타나고, 동맥경화증의 위험 요소로 알려진 염증성 지질단백질인 LDL (low density lipoprotein) 및 non-HDL (non-high density lipoprotein)이 동결견의 위험 요인으로 확인되었다.32,33 만성 염증 표지자인 ICAM-1 (intercellular adhesion molecule-1)이 대조군에 비해 동결견 환자의 관절낭과 활액에서 높게 나타났으며, 당뇨병, 심혈관 질환, 갑상선 질환과 같은 만성 염증 질환에서 확인되는 염증성 사이토카인 수치의 증가가 동결견에서도 유사하게 관찰된다.34,35 이러한 발견들은 당뇨병과 갑상선 질환이 동결견 발병의 중요한 위험 인자이며, 만성 저등급 염증이 동결견 발병 과정에 있어서 중요한 선행 요인이 된다는 이론을 뒷받침한다.35

동결견 초기 단계에서 염증 반응은 질병 진행에 중요한 영향을 미친다. 섬유모세포는 결합 조직의 세포외기질을 합성하는 구조적 역할 외에 면역 세포의 행동을 조절하여 면역 반응에도 관여한다.36 TGF-β1, TNF-α (tumor necrosis factor-alpha) 및 IL-1 (interleukin-1)과 IL-6 (Interleukin-6) 같은 염증성 사이토카인의 과발현을 수반하는 면역 반응이 조직의 섬유화에 선행하며, 사이토카인은 섬유모세포의 증식, 활성화 및 분화를 조절하여 콜라겐 합성에 영향을 준다.37 또한, 동결견 환자의 관절낭 생검에서 HMGB1 (high mobility group box 1)과 같은 알라민(alarmin)의 증가가 관찰되는데, 이는 면역 시스템의 초기 활성화 인자로 작용하여 TGF-β1 생성을 자극하고 근섬유모세포 분화를 통해 조직 섬유화를 유발시킨다. 추가적으로, HMGB1은 AGEs (advanced glycation end products) 수용체에 결합하여 NF-κB (nuclear factor kappa B) 경로의 활성화를 통해 TGF-β1의 방출을 증가시켜 염증과 섬유화 반응을 유도한다.38-40

당뇨병 환자에서 동결견의 유병률은 10∼30%로 일반 인구의 2∼5%보다 현저히 높으며 보존적 치료에 반응이 더 좋지 않다.41 그 원인 중 하나로 포도당이 단백질과 비효소적 당화 과정을 통해 형성되는 AGEs의 역할이 가설로 제시되었다. AGEs는 수명이 긴 단백질에 결합하면 분해가 잘 되지 않고 결합 조직에 축적이 되는데 이는 노화와 함께 점진적으로 발생하는 정상적인 과정이지만 당뇨병 환자에서 가속화된다.42 과도한 양의 AGEs는 비정상적으로 콜라겐과 교차 결합을 하여 조직의 구조적 변화를 유발하고 유순도를 감소시키는데, 동결견 환자의 관절낭 조직에서 AGEs의 양이 유의하게 높게 관찰된다.43,44 또한 AGEs는 MMPs의 발현을 감소시키고 TIMPs의 발현을 증가시켜 정상적인 조직 리모델링을 방해하며, TGF-β1과 PDGF (platelet-derived growth factor)와 같은 전섬유성 사이토카인의 발현을 증가시킨다.45,46 이러한 과정은 당뇨병 환자에서 동결견이 잘 낫지 않는 이유를 일부 설명할 수 있다(Fig. 1).47

Figure 1. Diagram illustrating the pathophysiology of frozen shoulder. HMGB1, high mobility group box 1; TNF-α, tumor necrosis factor-alpha; IL-1, interleukin-1; IL-6, interleukin-6; PDGF, platelet-derived growth factor; VEGF, vascular endothelial growth factor; TGF-β1, transforming growth factor-beta 1; AGEs, advanced glycation end products; NF-κB, nuclear factor kappa B; α-SMA, alpha-smooth muscle actin; MMP, matrix metalloproteinase; TIMP, tissue inhibitor of metalloproteinase; ECM, extracellular matrix. (Adapted from T. Kraal, et al. Journal of Experimental Orthopaedics 2020;7:1-15, 47 on the basis of Open Access)

3. 자연 경과(natural history)

다양한 의학 저널과 교과서, 영국의 국가보건서비스(National Health Service, NHS)와 같은 공식적인 기관의 문서에서 동결견의 임상 패턴이 주로 통증, 강직, 자연적 회복을 특징으로 하는 결빙기(freezing phase), 동결기(frozen phase), 해빙기(thawing phase)의 세 단계를 거친다고 설명한다.3 이는 1975년 Reeves가 처음 제안한 것으로 동결견을 염증성 질환으로 개념화함으로써 염증 과정에 따라 자연적으로 회복된다는 이론이다.48 이후 Grey는 한 페이지 분량의 논문에서 연구 방법이나 객관적 지표에 대한 보고 없이 Reeves의 이론을 확장하여 동결견이 시간이 지남에 따라 완전히 해결되는 자기한정적 질환이라고 제안하였다.49 하지만 환자들이 겪는 통증과 관절 운동범위 제한의 시기와 범위는 논란의 대상으로, 일부 학자들은 2단계 혹은 4단계를 기술하기도 하며 이러한 시간적 경과에 대한 합의는 이루어진 바가 없다.1,3

Wong 등1은 체계적 문헌고찰을 통해 Reeves가 제안한 이론적인 세 단계—초기에는 운동 범위의 개선이 느리고 후기에는 큰 개선이 이루어지는 경과—와 일치하는 회복 패턴을 보여주는 연구가 없음을 보고하였다. Reeves는 통증 단계를 10주에서 36주, 강직 단계를 4개월에서 12개월, 회복 단계를 5개월에서 26개월로 각각 서로 겹치는 증상의 기간으로 특징지었다. 그러나 치료를 받지 않은 대조군에 대한 장기 경과를 보고한 세 개의 무작위 대조 시험에서는 운동 범위와 기능의 가장 큰 회복이 초기 몇 달 동안 이루어진다는 상반된 경과가 명백하게 관찰되었다. 또한, 일부 증상의 호전은 있으나 어떠한 연구도 정상적인 운동 범위로 완전히 회복된다는 객관적 증거를 제시하지 못하였다고 지적하였다.1 Abrassart 등3은 24개의 체계적 문헌고찰 중 8개(33%)만이 동결견을 자기한정적 질환이라 설명하였다고 언급하였고, 11개(46%)만이 세 단계 모델을 언급하였다고 지적하며, ‘세 단계의 자기한정적 질환’보다는 근거에 기반하여 ‘단기적으로 개선을 보이나 지속적으로 낮은 수준의 제한과 통증이 발생할 가능성이 높은 질환’으로 설명할 것을 권장하고 있다.

많은 연구자들이 수 년 후에도 남아있는 결손을 보고하며 기존의 이론에 대한 반론을 제기하였으나, 다양한 매체가 시간이 지남에 따라 자연스레 해결된다는 동결견의 자기한정적 상태에 대한 이론을 지속적으로 전파했다. 이러한 견해는 환자와 임상의가 아무것도 하지 않도록 유도하여 그 결과 만성적인 결손이 남아 기능적 활동에 제한을 초래할 수 있다.1 실제로 초기에 충분한 정보 제공이나 전문적인 치료를 받지 못한 사람들이 빠르고 명확한 전문가의 치료 경로를 선호한다는 근거가 있기 때문에, 동결견의 자연 경과를 세 단계의 자기한정적 질환으로 설명하는 것은 혼란을 야기할 수 있으며, 최적의 환자 진료에 방해가 될 수 있다.3,50 따라서 임상의들은 동결견이 초기 염증과 연계된 섬유증식으로 점진적으로 통증과 관절 운동범위가 제한되는 병리학적 연속체임을 인지하고, 많은 환자들이 최소한의 장애를 보고하고 있지만, 경미하거나 중증도의 제한과 지속되는 통증을 겪을 수 있다는 것을 인식해야 한다.

결 론

동결견과 관련된 논란의 주요 원인은 명칭, 분류 및 자연 경과에 대한 명확한 합의가 이루어지지 않은 것에서 비롯된다. 현재까지 병리학적 기전, 임상적 증상, 환자의 관점을 모두 반영한 최선의 용어에 대한 합의가 부족하지만, ISAKOS와 ASES 등의 학술 단체에서는 ‘동결견’이 ‘유착성 관절낭염’보다 적합한 명칭으로 제안되고 있다. 병태생리학적으로, 만성 저등급 염증 상태는 동결견의 유발 인자로 작용할 수 있다. HMGB1과 같은 알라민의 증가와 AGE 수용체와의 결합은 초기 면역 반응을 일으키며, 이는 염증의 연쇄반응으로 이어진다. NF-κB 경로의 활성화와 기계적 스트레스는 TGF-β를 포함한 염증성 사이토카인의 방출을 촉진하여, 섬유모세포의 증식과 분화, 세포외기질의 대사 불균형 및 3형 콜라겐의 축적을 유발하고, 이는 견관절의 강직을 초래한다. 동결견의 자연 경과에 대한 합의 또한 이루어지지 않았으며, 기존의 단계적 구분과 자기한정적 질환이라는 이론에 대한 근거는 빈약하다. 초기에 증상 개선이 이루어지다가 장기적으로 지속되는 제한을 초래할 수 있다는 설명이 임상과 연구에서 발생하는 혼란을 줄일 수 있고, 또한 적절히 치료를 받는다 하더라도 증상이 해결되지 않는 환자들의 불안과 잠재적 해를 줄일 수 있을 것이다.

CONFLICT OF INTEREST

The authors report no conflicts of interest.

Fig 1.

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Figure 1.Diagram illustrating the pathophysiology of frozen shoulder. HMGB1, high mobility group box 1; TNF-α, tumor necrosis factor-alpha; IL-1, interleukin-1; IL-6, interleukin-6; PDGF, platelet-derived growth factor; VEGF, vascular endothelial growth factor; TGF-β1, transforming growth factor-beta 1; AGEs, advanced glycation end products; NF-κB, nuclear factor kappa B; α-SMA, alpha-smooth muscle actin; MMP, matrix metalloproteinase; TIMP, tissue inhibitor of metalloproteinase; ECM, extracellular matrix. (Adapted from T. Kraal, et al. Journal of Experimental Orthopaedics 2020;7:1-15, 47 on the basis of Open Access)
Clinical Pain 2024; 23: 41-46https://doi.org/10.35827/cp.2024.23.2.41

Table 1 Classification and Epidemiology of Frozen Shoulder11

ClassificationCauseExamples
Frozen shoulder (primary stiff shoulder)Unknown
Predisposing conditionsDiabetes mellitus, Dupuytren contracture, thyroid disorders, myocardial infarction, Parkinson disease
Secondary stiff shoulderIntra-articularChondral lesion, labral tear, loose bodies
CapsularAfter capsular injury, surgery, joint immobilization
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Korean Association of Pain Medicine

Vol.23 No.2
December 2024

eISSN: 2765-5156

Frequency: Semi Annual

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