당뇨 망막병증/발생 기전
고혈당은 세포 내에도 고혈당을 유발하여 혈관 확장인자 (예 : 산화 질소) 의 활성을 감소시키고 혈관 수축인자 (예 : endothelin-1 (ET-1), angiotensin II)에 대한 민감도를 증가시 키며 이로 인해 모세혈관 내 압력이 증가하게 된다. 또한, 혈관 내피세포 성장인자 (VEGF) 의 생성도 촉진되어 혈관의 누출이 증가하게 된다. 이런 고혈당 상태가 장기화됨에 따라 점진적으로，망막 혈관의 구조적인 변화도 나타나게 된다. 망막 혈관 내피세포와 혈관 주위세포가 세포 자살 등의 기전으로 소실되고 비정상적인 성장인자 (예，TGF-β1) 의 증가는 세포외 기질 성분의 과잉생산을 촉진하여 망막의 비후를 초래하게 된다. 이는 망막 모세혈관의 폐쇄와 망막의 비관류를 초래하게 되며 이에 따른 망막 허혈이 지속되면서 신생혈관이 생성된다. 또한, 혈관 내피세포의 치밀 결합으로 이루어진 혈액-망막 장벽O| 손상 되어 혈액성분이 누출되면서 망막이 붓게 되며 삼출물이 축적되어 시세포층의 기능 손상을 일으킨다[1].
고혈당으로 인한 세포 손상의 생화학적 기전
최종 당화산물 경로
폴리올 경로
단백질 키나아제 C 경로
헥소자민 경로
미토콘드리아 유발 활성 산소족
성장인자 및 세포 유발인자
DR의 발생에 있어서 여러 가지 성장인자가 중요한 역할을 한다. 성장인자는 혈관의 투과성을 증가시켜 혈액-망막 장벽을 손상시키고, 신생혈관의 형성을 자극하기도 한다. 이와 같은 혈관 형성인자로
- 혈관 내피세포 성장인자 (VEGF)
- 섬유아세포 성장인자 (fibroblast growth factor, FGF)
- 인슐린양 성장인자 (insulin-like growth factor, IGF)
- 전환 성장인자 (transforming growth factor-β, TGF-β)
등이 있다. 이들은 세포외 기질을 소화시키고, 혈관 내피의 이동을 촉진하고, 내피세포의 증식을 활성화시키는 효소들의 생산과 분비를 조절하는 작용을 한다.
VEGF
가장 중요한 역할을 하는 성장인자로 알려져 있고, 실제로 NPDR 또는 PDR이 있는 눈의 유리체나 전방수에서 농도의 증가를 볼 수 있고, 성공적인 망막 레이저치료 후에는 VEGF 농도가 감소하는 것으로 알려져 있다. 또한, 혈관의 투과성을 증가시키기 때문에 DME에도 관여하는 것으로 알려져 있다. anti-VEGF 안구내 주입술은 DME 환자의 치료에 효과가 있고, 3년 이상의 장기적인 치료에서도 큰 부작용 없이 시력의 호전과 해부학적인 성공을 보였다[2].
IGF
과거 레이저 광응고가 도입되기 전 시상하부 절제술이 당뇨 망막병증의 치료에 효과가 있는 것으로 알려진 후 많은 연구가 이루어졌으나 현재는 VEGF에 비해 중요성이 떨어지는 것으로 생각되고 있다. 이것은 다른 허혈 망막병증이나 미숙아 망막병증의 발생에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.
FGFs
예전에 망막 신생혈관형 성에 가장 중요한 역할을 하는 것으로 생각이 되던 인자이다.
- 산성 FGF (aFGF, FGF-1)
- 염기성 FGF (bFGF, FGF-2)
으로 나누는데, 망막과 섬모체, 망막 색소상피세포 등에 억제된 상태로 존재하다가 저산소 환경이나 허혈이 발생하면 세포외액으로 분비됨으로써 신생혈관 형성을 촉진한다. 실제로 PDR의 유리체에서 bFGF의 농도가 증가되어 있는데, 혈관 내피세포의 증식과 신생혈관의 형성을 유발하는 것으로 알려져 있다.
유전 인자
많은 연구자들이 유전 인자와 환경 인자가 DR의 발생에 관여할 것으로 추정하고 있다. DCCT 연구를 살펴보면 일반적인 치료군 (conventional treatment group) 에서 DR이 없는 사람에 비해 있는 사람의 친척에서 심한 DR있을 확률이 5배 정도 더 많았다. 또한, 고혈당이 오래 지속되면 초기 DR은 거의 모든 환자에서 발생을 하나, PDR의 경우는 50% 정도로 발생한다[3]. 이는 고혈당의 정도와 기간 외에 다른 요소가 관여함을 간접적으로 시사하는 것으로 유전 인자도 하나의 인자로 고려되어야 하겠다. 이전 연구들에서 HLA-DR 특정 유전형 (4/0, 3/0, X/X 또는 DR4+, DR3) O| PDR과 연관성이 있다고 보고되었으나 아직 확실히 DR의 위험을 증가시키는 유전 위험 인자는 밝혀져 있지 않다.
참고
- ↑ 망막 5판, 2021 (한국 망막 학회, 진기획)
- ↑ Brown DM et al; RIDE and RISE Research Group. LT outcomes of ranibizumab therapy for DME : the 36m results from 2 P3 trials: RISE and RIDE. Ophthalmology. 2013 Oct;120(10):2013-22. 연결
- ↑ Clustering of LT complications in families with diabetes in the DCCT. The DCCT Research Group. Diabetes. 1997 Nov;46(11):1829-39. 연결