나이보다 어려 보이는 피부를 위해, 세포에 주목해야 하는 일리 있는 이유.
피부의 노화 현상은 누구에게나 발생하는 자연스러운 과정으로, 피부 세포가 분열과 성장, 퇴화를 거듭하다 본격적인 노화 단계에 접어들며 구조 및 기능상의 항상성을 잃을 때 나타난다. 모든 피부 조직은 단일 세포에 기반을 두고 있으며, 각각의 세포는 핵과 세포질, 세포 소기관, 세포막 등의 구성요소로 이루어져 있다.
건강한 세포는 스스로 분열과 증식을 반복하며 끊임없이 재생하고, 세포 간 원활한 생화학적 커뮤니케이션을 통해 다양한 에너지 반응과 물질의 대사를 이끈다. 문제는 시간이 흐르면서 다양한 내외부적 요인으로 인해 세포에 스트레스가 누적되는데, 만약 세포 스스로 이를 제때 복구하지 못하면 세포 주기가 정지되어 구조 및 기능적 변화를 겪고 조직의 항상성이 저하되는 결과, 즉 세포 단위에서부터 노화가 시작된다.
겉으로 드러나는 피부 노화의 양상은 피부 아래 세포 단위에서의 미시적인 변화를 반영한다는 것, 결국 노화의 징후에 맞서기 위한 근본적인 해답은 세포에 있다고 해도 과언이 아니다.
세포는 조직을 이루는 작은 단위로 분열을 통해 끊임없이 증식하며, 영양분을 분해하여 활동에 필요한 에너지를 만드는 대사 기능을 수행한다. 그러나 시간이 갈수록 세포는 더 이상 스스로 분열하지 못하고 증식을 멈추며, 본래 구조와 기능을 잃고 점진적인 노화 및 사멸의 상태로 진입하게 된다. 이는 세포 내 DNA 염색체 가닥 끝에 위치한 일종의 보호 장치인 텔로미어(Telomere)와 관련이 있다.
세포가 분열을 거듭할 때마다 텔로미어의 길이가 점차 짧아지게 되는데, 일정 수준에 다다르면 DNA 복제를 비롯한 세포 증식 과정이 완전히 중단된다. 결과적으로 세포 전반에 걸쳐 구조적인 변화가 일어나는 동시에 세포의 에너지 생산 효율성이 현저히 감소해 다시금 복구되지 못하고 저절로 사멸(Apoptosis)하는 과정을 거치게 된다.
DNA 복구 저하 및 유전체 불안정성 DNA는 세포 내에 존재하는 유전자의 본체로 세포분열 과정을 통해 유전적 안정성을 유지하고 모든 세포의 활동성을 컨트롤 하는 핵심적인 역할을 담당한다. 그러나 다양한 스트레스 요인들로 인해 DNA에 손상이 가해질 경우, 세포 자체의 변형은 물론 염기서열이 변화하여 비정상적인 복제가 일어나거나 돌연변이가 유발되는 등 유전체의 불안정성을 야기하며 노화가 가속화된다.
물론 세포 스스로 즉각적으로 손상 반응을 복구하는 능력을 갖고 있지만, DNA에 가해진 손상이 과도하거나 나이가 들면서 복구에 관여하는 단백질(SIRT1, PARP1 등)의 발현에 문제가 생기면, DNA는 변형된 상태 그대로 유지되며 정상적인 세포 대비 유전체의 불안정성을 내포한 모습을 보이게 된다.
미토콘드리아 기능 장애 노화가 시작된 세포는 분열 및 증식 기능이 정상적인 젊은 세포 대비, 에너지 대사 기능이 뚜렷하게 저하되는 양상을 보인다. 세포 소기관인 미토콘드리아는 혈액 속에 포함된 영양소를 대사하여 세포에 필요한 화학적 에너지(ATP)를 합성하는 역할을 담당한다.
문제는 이 과정에서 산소를 필요로 하는데, 안전하게 전달되지 못한 전자가 반응성 산소와 결합하여 활성산소를 생성, 미토콘드리아가 손상되며 궁극적으로 세포 내 에너지 생산과 소비의 불균형이 발생하는 노화 현상의 악순환을 초래하게 된다.
세포막 지질 과산화 세포막은 세포 내부와 외부를 구분하는 얇은 막으로 단백질과 지방산으로 구성된 인지질 이중층 형태를 띠고 있다. 세포의 생장을 위해서는 외부로부터 영양소를 들이고 내부에 있는 노폐물을 밖으로 내보내야 하는데, 세포막은 각 분자에 대한 선택적 투과성을 지녀 이를 조절하는 역할을 한다. 그러나 세포막을 이루고 있는 불포화지방산은 활성산소에 의해 쉽게 파괴되고 결과적으로 과산화물질을 생성하는데, 이는 곧 세포 내 DNA와 반응해 또다른 손상을 유발한다.
세포는 세포막에 위치한 수많은 단백질 수용체와 이를 활성화할 수 있는 신호물질을 통해 외부로부터 들어오는 신호에 반응하는 동시에 다른 세포들과 서로 소통하며 복잡한 정보들을 주고받는다. 세포 수용체에 결합하는 신호전달물질을 ‘리간드(Ligand)’라 일컫고, 이들의 결합을 통해 세포 내에 특정한 화학적 메시지가 전달됨으로써 세포의 분열 과정을 활성화하거나 특정 유전자의 발현을 유도하고 단백질 생합성을 조절하는 등 세포의 기능과 특성에 연쇄적인 변화를 유발한다. 그러나 이러한 세포 간의 통신 기능은 시간이 갈수록 점점 저하되고, 이로 인해 세포 간 신호전달이 원활히 이루어지지 않으면 세포를 손상시켜 결국 노화로 이어지는 부적절한 세포 반응을 유발하게 된다.
이처럼 노화가 진행되는 과정은 세포의 손상과 오작동, 나아가 사멸과 복구 기전과 밀접하게 관련되어 있으며, 세포의 대사 및 재생, 소통 과정이 정상적으로 이루어지면 건강한 피부를 유지할 수 있다. 그렇다면, 이와 같은 세포의 능력은 과연 타고나는 걸까? 아니면 살아가며 바뀔 수도 있는 걸까?
결론부터 말하자면, 세포는 내인성과 외인성 요인 모두로부터 복합적인 영향을 받는다. 기본적으로 세포의 기능과 잠재 수명은 부모로부터 물려받은 유전에 의해 선천적으로 결정된 운명을 지닌다. 하지만 이와 같은 요인이 노화 속도의 차이를 전부 설명하지는 못한다.
같은 유전적인 정보를 물려받은 일란성 쌍둥이라도, 실제 살아가면서 노출되는 환경에 따라 특정 유전정보가 발현되는 패턴에 있어 큰 차이를 보이기 때문이다. 이를 ‘후성유전학적 변화’라 하며 DNA 염기서열의 직접적인 변화가 아닌, 여러 후천적인 요소들이 DNA 내에 새겨져 마치 스위치를 끄고 켜는 것처럼 그로 인해 유전자의 발현 패턴이 조절되어 세포의 변형이나 노화를 야기하는 결과를 초래할 수 있다는 것을 의미한다.
쉽게 말해 세포를 총에 비유했을 때, DNA가 초기부터 장전되어 있던 총알이라면 방아쇠를 당기는 것은 환경인 셈. 세포는 특정한 유전자의 집합을 지니고 태어나지만, 실제 유전자들이 발현되는 양상은 우리가 살아가는 환경에 의해 크게 영향을 받으며, 세포를 둘러싼 외부 환경적인 요인을 얼마나 잘 컨트롤 했는지에 따라 나이가 들수록 노화의 속도 면에서 상대적인 차이가 극명해지게 된다.
세포는 산소와 에너지를 공급받고 불필요한 노폐물을 배출하는 일련의 대사 과정을 통해 에너지를 만들어 내며 제 기능을 다하게 된다. 그러나 자외선에 오래 노출되거나 약물, 음주, 흡연 등 여러 환경적인 스트레스로 인해, 세포의 에너지 대사 과정에서 활성산소가 비정상적으로 급증하면 세포 단위에서 충분한 에너지 공급이 이루어지지 못하게 된다.
뿐만 아니라 세포막의 구성 성분인 지질과 단백질을 변형시키고 나아가 세포 내 DNA를 공격해 세포 구조가 변형되는 한편 기능 유지를 위한 신호 전달 체계를 망가뜨려 결과적으로 세포 사멸을 초래한다. 유해 활성산소로부터 세포를 보호하기 위해 항산화제의 역할이 필수적이며, 비타민 C와 비타민 E를 비롯해 베타카로틴, COQ10, 폴리페놀 계열의 성분이 대표적이다.
이중 비타민 C는 세포 내에서 산화 반응이 발생할 때 즉각적으로 반응해 세포를 보호하고 산화 스트레스로 인해 손상된 세포를 복구하며, 비타민 E는 세포막 내에 작용해 활성산소에 의한 연쇄적인 공격 반응을 차단하는 역할을 한다.
피부가 우리 몸의 최외각에서 온 몸을 둘러싸며 신체 내부를 보호하는 것처럼, 세포막 역시 세포 표면을 둘러싸며 활성산소나 병원체 및 독소의 공격으로부터 세포 소기관과 구조 전반을 보호한다. 세포막은 단백질과 지방산으로 구성된 인지질 이중층 형태로, 이중 지방산은 세포막을 유연하게 만들 뿐만 아니라 구조적인 안정성을 부여하며, 유동성과 투과성을 강화하여 세포의 신진대사 및 세포 간 신호 전달에 중요한 역할을 한다.
이처럼 세포막의 구조와 기능을 강화하기 위해서는 특히 필수지방산의 역할이 필수적인데, 이는 크게 오메가-3와 오메가-6로 계열로 구분되며 체내에서 합성이 이루어지지 않기에 반드시 먹거나 바르는 형태로 보충이 필요하다.
오메가-3 지방산과 오메가-6 지방산의 비율이 약 1:4를 이루는 것이 가장 이상적인 것으로 알려져 있으며, 전자의 경우 등 푸른 생선, 푸른 잎 채소, 호두에 다량 함유되어 있으며 후자의 경우 옥수수, 해바라기, 포도씨, 달맞이꽃 등 식물성 오일에 함유되어 있다.
이와 함께 세포와 수용체 간의 소통을 활성화하기 위해 펩타이드를, 세포의 분화와 증식은 물론 손상된 조직을 재생하는 능력을 강화하기 위해 성장인자와 같은 단백질 성분을 스킨케어 루틴에 추가하는 것이 좋다.
특히 펩타이드 성분은 세포와 수용체 간의 소통을 컨트롤하는 메신저 역할을 하는데, 다양한 펩타이드 중 팔미토일 펜타펩타이드-4, 팔미토일 올리고펩타이드, 미리스틸 헥사펩타이드-4, 팔미토일 트라이펩타이드-38 등이 특히 노화로 인한 징후를 예방하고 개선하기 위한 특정 신호를 전달하는 것으로 알려져 있다.
한편 세포는 분화와 증식을 통해 손상된 부분을 자연적으로 복구하는데, 이 과정에서 EGF(상피세포 성장인자), FGF(섬유아세포 성장인자), VEGF(혈관 내피세포 성장인자) 등과 같은 각종 세포성장인자가 핵심적인 역할을 하며 이들이 적재적소에서 제 기능을 발휘함으로써 비로소 세포 재생이 이루어질 수 있다.
