근막이완술(MRF)의 효과를 설명하기 위한 신경생리학적 관점

2022년 7월 6일 작성한 글을 많은 치료사분들이 볼 수 있도록 다시 가공해서 올리려고 한다. 이 글을 작성하기 2달 전 미국스포츠의학회(NASM)에서 CPT 시험 준비를 하였고, 벌써 CPT 취득한지가 2년이 다 되어간다.. 갱신을 해야할까?

 

이유 막론하고 오늘은 많은 치료사들이 관심을 가지고 있는 근막(Fascia)에 대해 전세계적으로 가장 유명한 Robert Schleip 박사 선생님의 'Fascia as a sensory organ a target of myofascial manipulation'에 대한 내용을 소개하도록 하겠다.

 

근막이완술(MFR)에 대한 간략한 소개

근막이완술(Myofascial release)은 한국 이외에도 다른 해외 국가에서 가장 인기가 많은 도수치료 테크닉으로 알려져 있다. 일반적으로 미국, 영국, 독일, 이탈리아 국가권에서도 근막이완술과 관련된 교육들이 많이 진행되고 있으면 대부분의 치료사들이 근막이완술을 환자를 관리(Management)함에 있어 좋은 치료적 도구로 사용하고 있다.

 

근막 이완이라는 용어의 사용은 1960년대 롤핑(Rolfing) 접근법의 창시자인 Ida Rolf와 함께 공부한 정골의사인 Robert Ward에 의해 사용되었으며, 물리치료사인 John barnes와 함께 근막이완술(MFR)의 주요 설립자로 간주되고 있다.

 

근막이완술은 도수치료에 대한 전체론적인 치료 접근 방식으로 위에서의 설명처럼 물리치료 존 반스(John Barnes)에 의해 대중화 되기 시작하였다. 이러한 근막이완술은 신체의 조직 및 근막 시스템을 평가 및 치료하는 포괄적이고 전체적인 치료 접근 방식을 의미하고 있다.

 

근막 치료의 목표는 근막과 다른 인접 구조가 조금 더 자유롭게 움직일 수 있도록 근막의 움직임을 부드럽게 하여 신체의 움직임 회복을 유도하여 그로 인해 발생될 수 있는 통증을 감소시키는 것이 주요 목적이다. 통증의 원인을 객관적으로 확인하기 위해 개발된 영상의학적 검사(MRI, CT, X-ray)에서 근막의 제한은 확인할 수 없기 때문에, 다른 치료와 비교하여 근막이라는 구조에 치료가 이루어지기 어렵고, 이러한 근막의 제한은 임상가의 손을 통해 진단하고 치료해야 한다는 개념이 매우 지배적이다.

 

현재 많은 문헌에서 근막(Fascia)의 전신 삼차원적인 네트워크는 인제의 자세(Posture)와 움직임(Movement) 그리고 통증과 관련하여 영향을 미칠 수 있는 것으로 생각하고 있으며, 실제 그것들이 과학적인 연구를 통해 밝혀지고 있다.

 

많은 형태의 도수치료 테크닉들은 근막 조직에 초첨을 맞추며 이러한 접근법은 외부 압력에 의해 근막의 밀도(Density), 긴장도(Tonus), 점섬(Viscosity) 또는 배열(Arrangement)을 변경할 수 있다고 주장하고 있다.

 

이러한 구조적 변화는 일시적인 것이 아닌 적용 후 장 시간 지속될 수 있다고 가정되며, 이와 관련된 메커니즘(Mechanism)에 대한 설명으로 근막이 물리적 스트레스에 적응하고 변화할 수 있다는 연구를 제시하고 있다.

 

근막은 보통 수동적인 기계적 특성만으로 언급되는 경우가 많으며, 비교적 최근 연구 결과에 따르면 근막 치료를 위해 가해지는 압력과 적용 시간은 인체의 조직을 영구적으로 변화 시킬 수 있을 가능성이 적거나 또는 거의 없는 것으로 보이며, 치료 후 나타나는 통증의 감소 및 가동범위의 증가는 중추신경계(CNS) 및 근막의 감각수용체의 영향으로 나타날 수 있다는 의견들이 제시되고 있다.

 

요변성(Thixotropy) : The Gel-to-Sol Hypothesis

근막이완 치료와 관련하여 초기 창시자로 설명되는 Ida Rolf에 의해 많은 물리치료사 및 이와 관련된 교육 단체들은 당시 그녀에게 아주 큰 영향을 받았다. Ida Rolf는 근막 구조에 상당한 압력을 가하여 근막 구조의 밀도와 배열을 변경할 수 있다며, 이를 뒷받침하기 위해 아래와 같은 이론(Theory)을 제안하였다.

 

결합 조직은 조밀(Dense)한 '겔(Gel)' 상태에서 조금 더 유동(Fluid)적인 '솔(Sol)' 상태로 변화시키기 위해 에너지(보통 열 또는 기계적 압력)의 적용에 의해 영향을 받을 수 있는 물직이라는 이론을 제안하였다.

 

위에서 제시한 이론에서의 전형적인 예는 열이나 압력에 부드러워지고 형태가 변화될 수 있는 일반적인 젤라틴 또는 버터를 예시로 설명할 수 있으며, 요변성(Thixotrophy)라고 말하는 Gel to Sol로의 변환은 사실 장기간 기계적 스트레스를 가한 결과 결합 조직에서 일부 가능하다고 입증되었다.

 

하지만 이러한 가설(Hypothesis)은 근막의 즉각적인 단기 가소성을 설명하는데 한계가 있고, 다시 말해서 근막이완 치료를 수행하는 치료사가 치료 중 손 아래에서 조직이 이완된다는 느낌을 주장할 때 실제로 어떤일이 발생하는지에 대해 심도 있는 고찰이 필요할 수 있따.

 

대부분의 근막치료 시 적용되는 압력 및 미끄러짐은 특정 지점에서 평균 30초~3분 사이이다. 이 짧은 시간내에 근막이 이완되었음을 느낀 치료사가 분명 일부 있다고 생각한다. 여기서 제시된 시간은 근막이완술을 적용할 때 제공되는 압력을 통해 근막(결합조직)의 콜로이드, 점탄성을 변화하기 위해 90~120초의 시간이 필요하다는 MFR 창시자로 간주되고 있는 물리치료사 존 반스(John Barnce)의 의견이 있었기 때문이다.

 

이와 같이 단 시간(짧게 2분 미만 또는 길어야 5분)에 발생된다는 조직의 변형은 이들이 제시한 요변성(Thixotrophy) 이론

으로 설명하기 어렵고, 결합 조직의 가소성(Plasticity)은 시간 및 힘의 의존성과 관련이 높기 때문에 이와 관련된 연구에서는 결합 조직(Connective tissue)의 영구적인 변형을 위해서는 긴 시간과 훨씬 강한 압력이 필요하다고 제시하고 있다.

 

또한 요번성과 관련되어 조직 또는 물질이 부드러워지는 효과는 열이나 기계적 힘을 가한 후 몇 분 안에 물질이 이전의 딱딱한 상태로 돌아가는 것을 일상에서도 쉽게 관찰할 수 있다.

 

압전(Piezoelectricity) : Fascia as a Liquid Crystal

James Oschman과 Athenstaedt는 근막 가소성에 대한 흥미로운 설명으로 'Piezoelectricity'라는 내용을 추가적으로 제시하였다. 외부의 기계적 압력이 전하를 생성하여 섬유아세포를 자극하고 해당 영역에서의 대사 활동을 증진 시킬 수 있다는 개념으로 이것을 '압전 효과'라고 설명하였다.

 

쉽게 말해 결합 조직(근막)은 액정(Liquid crystal) 형태의 성질을 가지고 있으며, 기계적 자극(도수 압력)이 전기적 에너지로 변환되어 콜라겐 생성에 영향을 줄 수 있는 섬유아세포(Fibroblast)를 활성화하며, 이러한 세포는 전하에 반응할 수 있다고 제안한다.

 

즉, 외부에서 제공되는 기계적 압력은 더 높은 전하를 생성하여 섬유아세포를 자극하고 해당 영역에서의 대사(Metabolic) 활동을 변경하는 내용이지만, 이와 관련된 프로세스에서 중요한 요소는 장 기간 적용될 수 있는 시간(Time)이 필요하다.

 

손상되지 않은 콜라겐 반감기가 300~500일, 기저 물질의 반감기는 1.7~7일로 보고되고 있으며, 이러한 관점에서 근막이완 치료의 즉각적인 효과를 설명하는 구조적 관점에서의 조직 변화는 사실상 설득력이 약한 이론임을 시사한다.

 

근막 가소성(Fascial Plasticity) : Traditional Explanations Insufficient

요변성(Thixotropy)과 압전성(Piezoelectricity)의 두 모델은 장기적인 조직 변화에 대한 충분히 매력적인 설명이지만, 근막(결합)조직의 단기 가소성을 설명하기에는 제한점이 많다. 결합 조직의 가소성 시간 및 힘의 의존성에 관한 실험 연구는 아래에 요약된 결과를 보여주며, 결합 조직의 소성 신장을 달성하기 위해서는 이러한 요소들이 충족되어야 한다.

 

 

1. 조직의 변형을 만들기 위해서는 신장력(Tensile force)이 필요하다. 하지만 이 신장력의 강도는 조직이 찢어질 수도 있고 그로 인해 염증(Inflammation) 및 기타 부작용일 발생될 수 있는 3~8%의 섬유 신장이라는 강도로 매우 강력하게 늘려야 한다. 18mm의 너비의 장경인대(IT Band)를 영구 신장하기 위해서는 60kg의 아주 큰 힘이 필요한 것으로 보인다.

 

2. 만약 이러한 신장력이 조직의 찢어짐(Tearing)과 염증(Inflammation)의 발생 없이 영구 변형을 달성하려면 섬유 신장률은 아주 약한 강도인 1~1.5%로 1시간 이상(여러 간격 나눠서 진행할 수 있음)이 필요한 것으로 보인다.

 

미세파열(Microfailure)은 일부 콜라겐 섬유와 조직 다발이 파손되어 구조의 영구적(가소성) 신장을 초래하는 것으로 간주되며, 이것은 일반적으로 조직 염증 및 복구(조직 치유 과정)주기가 뒤따를 수 있다.

 

최근 생물의학 공학 연구 교수인 Han Chaudhry와 그의 팀의 연구에 의하면, 정골의사 및 도수치료 관련 업무를 수행하는 여러 직업군들이 흔히 보고하는 조직의 이완된 느낌은 족저근막 및 대퇴근막과 같은 단단한 조직에서 나타나는 것은 불가능하며, 표면 비강 근막(Superficial nasal fascia)과 같은 얇은 조직에서는 가능할 수 있다고 언급하고 있다.

 

다시 말해 피하 조직의 유륜층과 같이 매우 부드러운 결합 조직에서 지속적인 변화를 만들기 위한 시도가 조직의 변형을 만들 수 있지만, 근막이완 치료에서 사용되는 시간과 힘은 조금 더 단단한 근막 조직의 지속적이고 영구적인 변형을 유도하기에는 충분하지 않다는 것을 의미한다.

 

생각해보면 우리가 생활하는 환경에서도 간단한 실험들이 존재한다. 일상 생활에서 일부 신체 조직은 근막이완 치료 시 적용되는 압력과 유사한 자극과 하중 크게이 자주 노출되는 경우가 많다. 예를 들어 지금 이 글을 읽는 동안 여러분의 엉덩이는 의자 또는 바닥에 장 시간 압박되고 있을 것이며, 이로 인해 대둔근 및 주변 골반 조직의 모양이 영구적으로 변형될 수 있다고 생각하는 어리석은(?) 치료사들은 없을 것이라 생각된다.

 

따라서 근막이완 치료 과정에서 느낄 수 있는 일부 이완된 느낌과 조직 변화를 설명하기 위해서는 요변성, 압전성과 관련된 설명 외에 추가적인 내용을 찾는 것이 근막이완술(Myofascial release)이라는 치료적 도구를 임상에서 많이 사용하는 치료사로써 중요한 숙제일 수 있다.

 

신경계와 근막 시스템의 연결성 : The Nervous and Fascial Systems 

인간의 중추신경계(Central Nerve System, CNS)는 근막이라는 조직으로부터 많은 감각 정보를 제공 받는다. 아쉽게도 근막의 신경 역학은 아직까지 자세히 설명되지 않고 않다. 근막 조직 내의 여러 형태의 감각수용기들은 대부분 그 형태가 너무 작고 복잡하여 최근까지 이에 대해 알려진 바가 거의 없다.

 

신경계과 근막과 어떻게 연결되어 있는지 정확히 알 수 있다면, 수동적인 근막이완술을 적용하는 동안 환자의 근막이완의 원인을 더 잘 밝혀낼 수 있을거라고 생각되며, 근막에는 기계적 자극에 반응하는 4가지 유형의 감각 신경 종말이 존재한다.

 

1. Golgi Organ

2. Ruffini Receptor

3. Pacini Corpuscle

4. Interstitial Receptor

 

일부 연구에 따르면 근막의 기계수용기의 자극은 신경계의 변화와 관련되어 전반적인 근막의 이완을 유발할 수 있는 것으로 설명하고 있다. 예를 들어 복부(Abdominal) 영역에 대한 깊은 기계적 압력이나 골반(Pelvis)에 대한 지속적인 압력 제공은 대뇌 피질(Brain cortex)의 뇌파 패턴, 증가된 미주신경 활동 및 감소된 EMG를 포함한 '부교감 신경 반사' 반응을 생성한다는 것이 입증되었다.

 

Ernst Gellhorn에 의해 개발된 시상하부(Hypothalamic) 모델에 따르며 미주신경 긴장도의 증가는 자율신경계 및 이와 관련된 배누 기관의 변화를 유발할 뿐만 아니라 시상하부의 전엽을 활성화 시키는 경향이 있으며, 이후 시상하부의 영향으로 인해 전체적인 근육의 긴장도(Tonus)를 감소 시킬 수 있는 것으로 설명되어 지고 있다.

 

이와 관련되어 근막에 분포되어 있는 수용기들이 다른 여러 시스템과 상호 작용하여 나타날 수 있는 즉각적인 변화를 설명하는 다양한 이론들이 존재하고 있다.

 

1. Central nervous system loop

2. Autonimic nervous system

- Hypothalamic tunning

- Local fluid dynamic

- Fascial myofibroblast

 

중추신경계 고리 : Central nervous system loop

근막에 위치한 기계적 수용기(Mechanoreceptor)의 자극은 치료사의 손을 통해 전달될 수 있으며, 수용기들과 연결되어 있는 근골격계 긴장도를 낮출 수 있다. 이는 이는 Ruiffini ending, Pacinian corpuscles, 일부 Interstitial receptor 및 intrafascial golgi receptor를 통해 나타날 가능성이 높다고 설명되고 있다.

 

근막 간 순환  : Interafascial circulation loop (Dr. Jere H. Mitchell, Dr. Robert F. Schmidt)

 

근막은 간질 조직 수용체에 의해 신경 지배를 제공 받고 있다. 자율신경계는 일부 Ruffini Ending의 입력과 함께 이러한 수용기에 의해 국소 세동맥 및 모세혈관의 변경된 혈압과 유축 및 국소 조직 점도 측면에서 국소 유체 역학을 조절할 수 있다.

 

시상하부 고리 : Hypothalamus loop (Neurophysiology professor Ernst Gellhorn)

 

기계적 수용기에 입력되는 외부 자극을 통해 시상하부의 영향으로 인해 그 결과 인체의 전반적인 근육의 긴장도를 감소 시킬 수 있다는 것을 의미하고 있습니다. (이와 관련된 메카니즘을 더 자세히 설명하지 못한 제 지식에 깊이 반성합니다..)

 

동적(복잡계) 시스템 접근 방식 : A Dynamic Systems Approach

아래에 제시된 내용은 과거 근막이완술의 효과를 기계적인 측면에서 해석하였다면, 치료 후 나타나는 즉각적인 변화를 설명하기 위해 신경생리학적 측면으로 해석하기 위한 하나의 시도라고 생각된다. 즉 과거 기계적인 치료 접근 방식과 비교하여 신체를 복잡한 내부 자기 조절 과정(Self refulatory process)으로 설명되는 것을 의미한다.

 

결론 : Conclusion

근막이완치료 및 도수치료를 주고 활용하는 치료사들은 근막(Fascial)이라는 조직에 4가지 다른 종류의 기계적 수용체에 의해 신경 지배가 이루어진다는 개념을 이해할 수 있어야 한다. 다양한 종류의 접촉에 대한 이러한 기계적 수용체의 반응성을 포함하지 않으면, 근막이완 치료 시 발생하는 조직 이완의 즉각적인 효과를 적절하게 설명하기 어렵다.

 

이러한 감각 종말의 도수 자극은 아마도 치료사의 손 아래 조직에 기계적으로 연결된 운동 단위의 긴장 변화로 이어질 수 잇으며, 이러한 반응 중 적어도 일부는 주로 감마 운동 신경의 변화에 의해 조절될 수 있다.

 

현재 많은 형태의 도수치료들이 효과가 구조의 형태학적 변화보다는 신경생맇가적 기전에 의한 것으로 설명되고 있다. 과거 구조적 또는 형태학적 관점에서 설명되었던 치료의 효과가 실제 아닐 가능성이 높다는 연구들이 많이 소개되고 있기 때문에 앞으로는 두 가지 관점을 모두 포괄적으로 이해하며, 환자를 관리하기 위해 사용될 수 있는 치료적 도구를 적절히 목적에 맞게 사용한다면 더 좋은 방향으로 환자 관리에 이바지 할 수 있다는 생각이 든다.