건강한 피부를 만드는 한 끗 차이, 피부 장벽에 달려있다.
건조한 기후와 일교차, 불규칙한 라이프 스타일까지 더해져 피부 컨디션이 한껏 바닥을 향해 치닫는 시점. 작은 자극에도 피부가 가렵고 화끈거리다 못해 각질이 하얗게 들뜨고 울긋불긋한 트러블이 나타나기까지.
시간이 지나도 회복될 기미는 보이지 않고 오히려 피부가 더 민감해지고 있다면, 피부 장벽이 무너진 것은 아닌지 의심할 필요가 있다. 피부 장벽은 우리 몸을 외부 유해 요소로부터 지키기 위한 가장 거대하고 견고한 성벽으로, 이들이 무너져 제 기능을 하지 못하면 마치 지붕이 없는 집에서 사는 것과 같이, 피부는 외부 자극에 취약해져 쉽게 민감해질 수밖에 없기 때문이다.
즉, 건강한 피부와 그렇지 않은 피부를 가르는 한 끗 차, 각질층의 장벽 구조와 기능에 달려있는 셈이다.
건강한 피부는 표피의 각질들이 서로 얽혀 약 15~30겹의 조밀한 층을 이루며, 각질층 표면을 둘러싸는 피지막과 항균 펩타이드 성분, 약산성 pH 환경을 유지해 수분과 전해질의 증발을 억제하는 동시에 외부의 유해 환경과 세균으로부터 철통 방어한다.
반면 다양한 내외부적 원인으로 인해 피부 장벽이 손상된 경우, 각질 사이 균열과 함께 지질 성분비의 균형이 무너지며, 과도한 수분 손실이 일어나 피부가 건조해지는 동시에 외부 유해 요소나 각종 자극성 물질에 그대로 노출되면서 염증의 발생 빈도가 높아지고 자체적인 재생 및 회복력이 떨어지는 양상을 보인다.
이에 건강한 피부 대비 작은 자극에도 민감하게 반응하거나 여드름, 로사시아, 알레르기, 아토피 등과 같은 문제성 징후를 경험하기 쉬운 것이 특징이다.
피부가 장벽 기능을 수행하는 데 있어, 표피 내 세포 증식과 점진적인 분화를 거쳐 만들어진 각질이 탈락하기까지의 정상적인 각화 과정(Keratinization)과 이러한 과정 속 주요 성분의 변화가 가장 중요한 요소로 작용한다.
제 기저세포의 분열이나 표피의 분화 과정, 나아가 각질세포의 박리 과정상 이상이 발생하면, 피부를 보호하는 각질세포의 유연성이 감소하거나 각질이 과도하게 축적되면서 다양한 문제성 반응으로 이어질 가능성이 높아진다.
STEP 1 기저세포의 분열 과정
기저층 내 세포 분열에 의해 만들어진 각질형성세포(Keratinocyte)는 진피 유두와의 접합부에 자리한 모세혈관으로부터 혈액을 통해 영양과 산소를 공급받아 끊임없이 분열한다.
이후 새로운 세포에 의해 밀려나 표피 상층부를 향해 수직 상승하는 각화 과정을 거치게 된다. 이러한 과정에서 형태적, 구조적, 기능적으로 변화하는 분화 과정을 통해 완전한 각질세포가 된다.
STEP 2 유극층에서의 합성 준비 과정
이후 유극층에 도달해 비로소 성숙해지며, 이때 세포 내에서 많은 단백질을 합성해낸다. 마치 청소년기에 접어들면서 골격이 자라나듯이, 유극층에서 성장하는 세포는 내부에 일종의 뼈대를 무수히 만들게 된다.
이후 상층부로 갈수록 영양 공급이 어려워지게 되는데, 노년기에 들어 우리 몸이 줄어들고 마지막을 위해 무언가 남겨두기 위해 준비하는 것처럼 세포의 모양이 점차 편평해지며 지질 과립인 층판소체를 합성하기 시작한다.
STEP 3 과립층에서의 자가 분해 과정
유극층에서 올라온 세포들이 실질적인 죽음을 맞이하는 단계로, 핵이 퇴화되는 세포와 완전히 파괴된 세포가 뒤섞인 과도기적 상황에 놓이며 본격적인 각질화가 시작된다.
이때 세포 스스로 고사되어 가는 것을 느끼고 내부에 여러 단백질과 지질 성분을 합성해 과립(일종의 세포 소기관) 형태로 저장하게 되는데, 단백질 과립인 케라토하이알린 과립(Keratohyalin granule)과 지질 과립인 층판소체(Lamella granule)가 대표적이다.
각질층에 가까워질수록 세포 내외부의 전하를 잃어 칼슘 채널이 열리게 되고 세포 내부로 칼슘이 유입되는데, 이로써 층판소체가 세포 밖으로 방출되고 특정 효소에 의해 분해되어 세포 간 지질로 탈바꿈됨으로써 피부 장벽 구조를 형성하게 된다.
이러한 현상을 표피의 칼슘 기울기라 일컫고, 건강한 피부일수록 활발하게 나타난다. 또한 수분 증발 저지막을 통해 외부로부터의 이물질 및 과도한 수분의 침투를 방어하고, 피부 내부의 수분 증발을 억제한다.
STEP 4 각질세포의 탈락 및 재구축 과정
세포 분열을 통해 기저층에서부터 유극층과 과립층을 거쳐 분화된 각질형성세포는 각질층에 진입하며 다양한 단백질 분해 효소의 작용에 의해 탈락과 재구축 과정을 반복한다.
각질층은 과립층에서 분화된 단백질과 지질 성분으로 이루어진 복합 구조로, 즉 표피 분화 과정의 산물인 각질세포와 이들 사이를 메우는 각질 세포간 지질이 겹겹이 쌓인 층상의 라멜라 구조를 이루어 장벽 기능을 수행하게 된다.
마치 건물 외벽을 이루는 벽돌과 시멘트(Bricks and Mortar)에 빗대어 볼 수 있듯이, 이들의 규칙적인 배열이 무너지면 미세한 균열이 일어나 경피수분손실(TEWL)이 발생하는 한편 외부 유해 물질이 쉽게 침투할 수 있다.
POINT 1 각질세포 = 단백질 = 벽돌
약 15~20층의 각질세포로 구성되어 기왓장처럼 납작하고 편평한 모양으로 서로 엇갈려 쌓여 있다. 세포 내 핵과 소기관이 완전히 사라지고 각질 섬유(Keratin)로 채워져 있으며, 피부의 구조적 안정에 관여한다.
더불어 필라그린에 의해 친수성 아미노산으로 완전히 분해된 천연보습인자(NMF) 성분을 포함하는데, 이는 화학적으로 수분과 결합력이 좋아 각질층의 유연성과 보습력을 결정하는 중요한 역할을 하며, 각질층의 pH를 낮추어 항균 효과를 부여한다.
POINT 2 세포간 지질 = 지질 = 회반죽
세포간 지질은 각질세포 사이를 단단히 붙들어 과도한 수분 손실과 침투를 방지하며 장벽 기능을 수행한다. 과립층의 층판소체로부터 유래하여 세라마이드, 콜레스테롤, 자유지방산으로 구성되어 있으며, 이중 세라마이드는 가장 큰 비중을 차지하는데, 이는 분자 내 친수성 부분과 소수성 부분을 동시에 지녀 수분의 이동을 방지하고 각질층을 견고하게 유지하는 데 핵심적인 역할을 한다.
이처럼 피부 세포의 분열, 이동과 분화, 탈락에 이르는 일련의 과정은 일정한 주기를 바탕으로 이루어지며, 이를 통해 표피의 턴-오버(Turn-over), 즉 피부 재생 주기가 완성된다.
기저층의 각질형성세포가 이동과 분화 과정을 통해 각질층까지 도달하는 기간은 약 14일, 이후 각질층에 도달해 세포 간격이 점차 증가하면서 완전히 탈락되기까지 약 14일, 정상적인 피부에 있어 각화 과정은 대략 총 28일이 소요되는 것.
그 자체로 건강한 장벽 기능을 갖추고 있는 피부의 경우, 눈에 보이지는 않지만 매일 적당량의 각질이 스스로 자연스럽게 탈락된다. 한편 각질층의 턴-오버 패턴은 신체 내부적 변화를 비롯해 외부 환경 요인에 따라 쉽게 가변하며, 장벽 기능에 이상이 생긴 경우 각질이 조기 탈락되거나 필요 이상 축적되어 덩어리 채 떨어져 나가는 현상이 잦아지는 등 문제가 발생할 수 있다.
각질층은 피부 제1선에서 외부 환경과 신체 사이에 물리적, 생화학적 보호 장벽을 형성해 과도한 수분 손실을 막아주는 동시에 외부로부터 유해한 물질이 들어오는 것을 막아준다.
그러나 각질세포와 세포간 지질 사이의 밀착 연접이 파괴되어 물리적인 장벽이 손상되면, 외부 항원과 균의 침투를 막기 위해 표피 전 층에서부터 활발한 면역 반응이 시작된다. 가장 먼저 랑게르한스 세포가 외부로부터 들어온 항원을 포착하여 인접한 다른 세포 또는 T 림프구로 전달하는 한편, 기저층의 각질형성세포에서는 염증성 사이토카인과 항균 펩타이드를 분비함으로써 피부 면역 반응에 관여하게 된다.
더불어 각질층 피지막에 의한 약산성 pH 환경이 무너져 피부의 생화학적 장벽이 무너지면, 표피 내 지질 합성이 저하되는 동시에 단백질 분해 효소의 활성이 증가해 각질세포가 견고하게 유지되지 못하고 장벽 기능의 항상성을 잃게 된다.
피부 장벽이 일시적으로 손상된 직후, 피부는 고유한 항상성에 의해 스스로 회복 과정을 거친다. 피부 장벽의 손상 초기, 표피로부터의 칼슘 이온이 소실되고 과립층 내 층판소체가 즉시 분비되어 콜레스테롤과 지방산 등 표피의 지질 합성을 크게 증가시킴으로써 지질의 다중 층상막 구조는 12시간 이내에 약 50% 가까이 회복된다.
이와 같은 초기 복구 반응 이후, 이들을 합성하는데 필요한 효소의 mRNA 발현을 증가시키고 기저층의 세포 DNA 합성을 자극해 평균 72~96시간 이내 장벽 시스템이 완전히 복구된다.
다만 이는 피부를 지속적으로 민감하게 만드는 요인이나 재생 작용을 지연시키는 요인이 없다는 전제 하에 가능하며, 각질을 인위적으로 제거하거나 노화된 피부에서는 자체적인 지질 합성 능력이 저하되어 회복이 더디게 나타날 수 있다.
각질층의 수는 신체 부위와 개인별 특성에 따라 다르게 나타나나 평균 15~30개의 층으로 이루어져 있다. 이는 기능적으로 크게 두 부분으로 나누어 볼 수 있으며, 느슨하게 엮여 점차 떨어져 나가는 박리층과 그 밑에 촘촘하고 조밀하게 쌓여 본연의 방패막 역할을 하는 조밀층으로 이루어져 있다.
각질은 일상 생활 속에서 자연히 탈락 및 정상적인 분화 과정에 의해 교체되는데, 피부가 온전한 장벽 기능을 수행하기 위해서는 이들의 역할이 필수적이며, 자연적으로 박리되는 각질을 제외하고 일정량의 각질세포는 여전히 피부에 남아 있어야 한다.
이에 각질층의 방어 기능에 초점을 맞춰 이를 무리하게 제거하기보다 자연스러운 주기에 따라 스스로 탈락할 수 있도록 해야 한다. 특히 클렌징 시 피부를 과하게 문지르거나 뜨거운 물로 세안하고 비누 등 세정력이 강한 클렌저를 사용하는 경우 각질뿐만 아니라 지질까지 손상시킬 수 있으므로 주의하며, 특히 필링 시 각질층의 재생 주기를 고려하여 강도와 횟수를 조절하여 적용하도록 한다.
벽돌담을 지지하는 시멘트가 부족하면 작은 충격에도 담이 쉽게 무너지듯 견고한 피부 장벽을 위해서는 세포간 지질의 역할이 중요하며, 특히 세라마이드, 콜레스테롤, 자유지방산 3가지 성분의 비율이 적절히 유지되어야 한다.
이들 성분 중 단독 혹은 2가지를 혼합하여 피부에 적용한 경우, 지질층 특유의 이중 구조를 형성할 수 없어 장벽 기능 회복에 도움을 주지 못하는 것으로 알려져 있다.
실제 다수의 연구 결과에 따르면 세라마이드, 콜레스테롤, 자유지방산의 배합 비율이 약 3:1:1을 이루며, 각각의 농도는 약 1~2%가 지질 성분 보충을 위한 가장 이상적인 수치라 밝혀지기도 했다. 한편 이러한 조성비는 피부 문제에 따라 충분히 달라질 여지가 있으며, 각각의 성분과 유사한 구조를 지닌 지질 성분으로 대체하여 적용해도 무방하다.
1 주변 환경의 온도와 습도를 적절히 유지할 것
환경의 영향으로 피부 표면의 온도가 상승하면 경피수분손실이 일시적으로 증가하는 한편 손상된 장벽 기능의 회복이 촉진된다. 반면 피부 표면의 온도가 급격하게 낮아지면 장벽 손상 후 회복이 더뎌질 수 있다. 또한 외부 환경의 습도가 높을 때 각질층의 수분량 역시 증가하며 반대로 습도가 낮거나, 높은 환경에서 건조한 환경으로 급격히 변화할 때는 피부 장벽 기능의 손상이 심화된다.
2 pH 5.5 약산성 환경을 유지할 것
피부 장벽의 건강한 항상성을 유지하고 손상된 피부 장벽을 회복하기 위해서 pH 5.5의 약산성 환경을 유지해야 한다. 피부의 약산성 pH 환경은 세포 간 지질에 의한 각질세포 간의 접착력을 증진시켜, 손상된 피부 장벽의 기능을 빠르게 정상화시키기 때문이다.
3 스트레스 받지 말 것
피부의 방어막이 무너진 상태에서 스트레스가 지속되면 어떠한 방법으로도 피부 장벽이 회복되기 어렵다. 이는 혈중 스테로이드계 호르몬인 코티솔 농도와 관련되어 있으며, 이들이 층판소체의 합성과 각질세포 형성에 관여하는 단백질인 로리크린의 생성을 억제해 각질세포와 세포 간 지질 사이의 연결이 느슨해져 장벽 기능의 이상을 초래한다.
4 과도한 수화를 경계할 것
각질층의 가장 이상적인 수분 함유량은 약 20% 정도로, 각질이 수분을 흡수하면 그대로 부풀어 올라 피부 표면이 팽팽해진다. 장벽 기능이 손상된 피부에 장기간에 걸쳐 수화 상태가 지속되는 경우, 각질세포의 크기와 구조를 변형시켜 정상적인 세포 간 지질 구조를 파괴하여 층상 구조를 잃게 되며, 피부의 회복 기능이 저하될 수 있다.
5 직접적인 자외선 노출을 최소화할 것
과도한 자외선 노출로 인해 경피수분손실이 증가하여 피부 장벽이 손상될 수 있다. 특히 UVB의 영향으로 각질층 투과 장벽에 문제가 생겨 기저세포의 비이상적인 분화 과정을 이끌거나 세포 간 지질 중 콜레스테롤 성분의 합성이 저하되어 기능적 문제를 유발하게 된다.
