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마이크로바이옴 Microbiome

2018.12.21





새로운 한 해가 시작되면 가장 이슈가 되는 뷰티 키워드는 단연 디톡스(Detox). 피부 디톡스를 위한 핵심 키워드 마이크로바이옴에 주목할 것.









피부는 신체에서 가장 넓은 독소 배출 기관이자 신체의 전반적인 건강을 나타내는 지표이며 외부 환경의 유해 요소들로부터 신체를 방어하는 최외각의 보호기관이기도 하다. 이에 피부는 신체가 노출된 다양한 환경적 영향으로 인한 스트레스들이 가장 먼저 닿는 곳이다. 예를 들어 자외선, 미세먼지, 공기, 온도, 물 등의 요소들은 피부의 손상을 유발하고 생물학적 노화를 가속화하는 대표적인 요소들이다. 때문에 신체의 디톡스뿐만 아니라 이러한 요소들로부터 스트레스를 예방하고 손상된 피부의 에너지와 활력을 회복시킬 수 있도록 피부도 디톡스가 필요하다는 것.

특히 요즘 같은 겨울철에는 춥고 건조한 날씨로 인해 피부의 피지와 수분량이 감소하고, 세포 내 미토콘드리아의 AT 발생량이 감소하면서 심부 온도가 저하되기 쉽다. 신체는 체온을 유지하기 위해 모공을 닫아 땀의 배출을 제한하고, 이로 인해 모공과각화 현상이 발생한다. 결과적으로 땀을 통한 노폐물 배출이 어려워 피부에 독소가 축적되는 것. 때문에 특히나 피부 디톡스가 절실한 계절이라 할 수 있다.









 1  일산화탄소
일산화탄소는 연기를 생성하는 모든 종류의 연소과정에서 발생하는 무색무취의 가스로, 호흡기를 통해 흡입된 일산화탄소는 산소와 만날 경우 독소로서의 역할이 발현된다. 채내 혈액의 산소 운반 능력을 방해하고 저하시킴으로 피부 건강을 위한 체내 순환에 악영향을 끼치는 것. 체내 순환은 신체의 세포를 활성화하기 위해 반드시 필요한 요소이기에, 이로 인해 충분한 산소 운반이 되지 못하면 피부는 점차적으로 건조되고 탈수되며, 흡연과 결합되면 모세혈관을 수축시켜 모세혈관확장증을 발생시킬 수 있다.


 2  미세먼지
오염 입자와 가스 등의 복잡한 혼합물로 구성되는 미세먼지라 불리는 초미립자 물질 (PM 2.5)은 대기 오염 수준의 지표로 측정되고 있다. 마이크로미터보다 더 작은 부유 입자로 구성된 PM 2.5 수준의 초미립자 물질은 조기 사망의 16%를 차지할 정도로 위험성이 강조되고 있다. 중국과 독일에서는 피부 변색을 유발하는 주원인으로 주목되고 있다. 뿐만 아니라 모공보다 작은 초미립자 미세먼지들은 피부의 지질을 산화시켜 장벽 기능을 파괴한다. 피부의 외부 층에는 지질, 다시 말해 피부 세포를 함께 결합하는 지방이 산화되면 피부의 방어 기능이 손상되어 염증과 탈수증이 쉽게 발생하며, 심할 경우 세포 DNA를 손상시킬 수 있다는 것이 입증되고 있다.


 3  흡연
흡연은 매우 공격적으로 피부 건강을 위협하는 요인 중 하나이다. 피부 건강을 유지하기 위해 필수적인 영양소와 비타민을 유지하는 것을 방해한다. 또한 피부의 지질층과 장벽 기능을 파괴하며 콜라겐, 엘라스틴 등 피부의 탄력섬유들을 파괴하는 단백질 분해효소 MMP를 증가시켜 체내 활성산소를 증가시키고 깊은 주름, 피부 처짐 등의 조기 노화를 유발한다. 극단적으로는 피부암을 발생시키는 것으로 알려져 있다.


 4  자외선
적당한 수준에서의 자외선 노출은 신체가 비타민 D를 합성하는 에너지원이 되어 건선 및 아토피성 피부염 개선에 유익하다. 하지만 자외선에 과다 노출될 경우 신체의 면역 체계를 약화시키고 건강한 세포 구조를 손상시키는 요소로 작용한다. 멜라닌 생성을 자극하여 색소입자들이 피부 표면에 더 빠르고 가까이 이동할 수 있게 하여 색소침착, 피부 변색을 발생시킨다. UVA는 피하층으로 쉽게 침투하여 주름과 탄력 저하 등 조기 노화의 징후들을 생성하고, UVB는 일광화상 또는 피부암을 일으키는 주범이 된다.

 

 5   과도한 식품의 섭취, 박테리아, 스트레스
인스턴트, 트랜스 지방 등이 함유된 식품들의 잦은 섭취, 과식하는 식습관은 소화과정에서 체내 독소를 생성시킨다. 장 속에서 미생물의 생화학적 반응을 통해 독소가 줄 수 있다. 과식은 소화 과정에서 신체에 스트레스를 발생시키고 소화되지 않은 음식들은 체내에 잔류, 부패하여 독소를 발생시키고 대장 내 정체되어 유독 가스나 독소를 발생시킨다. 그리고 신체에서 서식하는 박테리아에 의해 또는 대사 과정에서 완전히 연소되지 않은 물질들이 온전히 배출되지 않고 노폐물로 남는 경우 독소가 되기도 한다. 뿐만 아니라 스트레스와 같은 부정적인 감정과 에너지는 체내 독소를 증가시키는 요인이 된다.









피부에 독소가 축적될수록 체내 흐르는 혈액이 탁하고 걸쭉해진다. 체내 효소 활동에 문제가 발생하고 이로 인해 소화과정에서 분해할 수 없는 영양소와 노폐물에서 생성된 독소가 혈액을 따라 흐르기 때문이다. 오염된 혈액은 각 내부 장기와 기관들에 전달되고 축적되어 림프 순환을 저하시켜 피부뿐만 아니라 신체의 전반적인 컨디션과 기능의 밸런스를 무너트린다.

림프액은 혈액의 노폐물을 체외로 배출하는 역할을 하는데, 림프의 순환이 원활하지 못하게 되면 면역력이 떨어지고 부종이 발생하며 이는 또 다시 독소를 유발하는 악순환을 반복한다. 이로 인해 신체 각 기관들과 연관되어 여드름 또는 피부염, 피부 변색, 가려움증, 각화 등 피부 문제들과 더불어 활성산소의 발생으로 인해 실제 나이보다 훨씬 더 늙어 보이게 하는 조기 노화의 원인이 된다.





신체는 약 10조개의 세포 그리고 100조개의 박테리아, 효모 및 단일세포와 1,000조개의 바이러스를 갖고 있다. 앞서 언급했던 것처럼 체내 내부 기관들의 독소는 신체 건강은 물론 피부와 매우 긴밀하게 상호 연관되어 있다. 유전자 염기 서열 분석을 통해 마이크로바이옴과 같은 미생물 연구가 지속적으로 이루어지고 있으며, 이러한 연구들은 장과 피부 미생물이 서로 영향을 미친다는 단서를 제공한다. 이를 통해 피부 미생물은 각질 세포와 숙주 면역계의 성숙과 항상성 조절에 필수적인 역할을 한다는 연구 결과들이 발표되고 있다.


핵심만 요약하면 피부가 외부 환경과의 주요 인터페이스로서 피부에 서식하는 미생물의 화학적 반응들은 피부와 신체를 독성물질로부터 보호하고 본연의 기능을 효율적으로 유지하기 위해 필수불가결한 요소로 평가되고 있다는 것을 의미한다.


피부 미생물, 마이크로바이옴
이때 마이크로바이옴은 단순히 장에 서식하는 것만을 의미하지 않으며, 더불어 피부에 주로 서식하는 미생물은 Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria, Actinobacteria의 네 가지가 대표적이며, 장에 비해 소량으로 존재하지만 락토 바실루스(LactoBacillus), 비피도 박테리움(Bifido bacterium)도 일부 존재한다. 이 밖에도 수천 종의 박테리아와 진균들이 존재하며 수시로 생성되는 미생물들을 포함하여 피부 마이크로바이옴이라 부른다.


림프계의 면역 신호 전달자로서의 역할
피부 마이크로바이옴에 대한 연구들에 따르면, 림프구와 박테리아는 약 1:1의 비율로 피부에 존재하는 것으로 추정되고 있다. 연구자들은 이는 곧 면역 세포가 스스로 박테리아의 활동을 감지하고 스스로 처리할 수 있다는 것을 의미한다고 이야기한다. 마이크로바이옴이 신체 내의 림프절에 신호를 보내고 림프절은 또 다른 면역계에 면역 신호를 전달하여 신체의 건강과 밸런스를 유지하기 위한 체내 활동과 적절한 반응을 결정하는 데 이바지한다는 것. 피부에 존재하는 수천 개의 림프구는 해당 부위를 보호하고 면역체계에 대한 공격에 대한 정보를 제공하는 데, 이러한 기능에 마이크로바이옴이 신호 전달자로서의 중요한 역할을 하고 있다는 것을 의미한다.
 


피부 마이크로바이옴 불균형으로 인한 피부 문제
지난, 2017년 발표된 인간 생물학 협회(Human Society of Microbiology) 연구에 따르면 여드름, 아토피성 습진, 피부염, 로사시아 피부의 경우 건강한 피부에 비해 유해한 마이크로바이옴 균총의 수가 많다는 것이 밝혀졌다. 유해균이 주도권을 잡게 되면 마이크로바이옴의 다양성이 훼손되고, 이로 인해 유익균과 유해균의 불균형이 초래되기 때문.

실제 예로, 이화여자대학교의 아토피피부염과 마이크로바이옴 연구 결과를 들 수 있다. 아토피 피부염 환자의 경우 피부 미생물 중 S. aureus가 공통적인 피부 상재균으로 발견되는 반면, 정상인에서는 5% 미만인 것으로 밝혀진 것. 피부에서의 S. aureus균은 피부를 보호하는 바이오 필름을 파괴하고 피부의 pH가 알칼리성으로 변하게 만드는 역할에 기여한다는 것. 이러한 변화들은 피부의 미생물 환경이 피부와 면역 시스템과의 상호 연관성을 의미한다. 이에 해당 균을 줄이는 것은 아토피 피부염의 개선과 큰 연관이 있다는 가설을 바탕으로 관련 연구들이 지속되고 있다.

이들의 연구 결과에 공통적인 결론으로 내려지는 매우 흥미로운 요소는 마이크로바이옴이 특정 질병의 원인 또는 장벽으로서 작용하여 피부 문제의 예방과 개선에 관여한다는 것이다. 피부 미생물을 기반으로 한 치료법과 치료제, 화장품 개발에 마이크로바이옴이 핵심 키워드로 떠오르는 가장 큰 이유가 바로 이 때문이다.









림프구와 마이크로바이옴의 상호 신호 전달 체계, 즉 면역 시스템과의 상호 연관성은 피부에 존재하는 마이크로바이옴이 피부의 항상성을 유지하는 데 도움을 준다는 것을 의미한다. 체내의 염증을 감소시키고 건강을 증진시키는 미생물의 균총 형성에 도움을 주는 일종의 장벽을 만들어 피부의 pH를 유지하게 하여 피부의 항상성 유지를 돕는 것. 예를 들어 항염 작용을 통해 성인 여드름의 예방 및 개선 효과를 발휘하며 각질층의 수화 레벨을 유지하는 것이 해당된다.

실제 연구에 따르면 케라틴 세포를 통해 표피의 수분 손실을 방지하는 이중 지질막으로 구성된 피부 장벽은 미생물의 부피와 다양성에 의해 영향을 받는 것으로 입증되었다. 피부 표면의 유기체와 신호 전달을 통해 면역 체계에 매우 중요한 역할을 한다는 것. 미생물과의 상호작용을 통해 염증성 사이토카인의 생성을 방지하고 면역의 항상성에 기여하며, 항균성 펩타이드 생성을 증가시켜 피부 재생을 유도하고 피부 장벽 회복을 가속화시켜 피부의 자극과 발적을 감소시킨다.

특히 피르미쿠테스(Firmicutes)균 중 황색포도상구균(Staphylococcus epidermidis)의 적절한 균형은 여러 종류의 항박테리아 단백질과 프로테아제를 분비하는 능력을 지닌 것으로 밝혀졌다. 피부염의 주 원인균으로 알려진 Staphylococcus aureus의 증식을 억제하는 항염증 기능을 하여 병원성 세균이 번식하는 것을 방지하는 일종의 보호 장벽 역할을 하는 것. 피부 마이크로바이옴은 개인 또는 피부 환경에 따라 균총의 균형에 차이가 있는데, 이들의 적절한 균형을 유지하는 것이 피부 디톡스를 위한 핵심 키워드이다. 일상에서의 스킨케어 루틴에 프로바이오틱스 화장품을 추가하거나, 식생활에서 프로바이오틱스 영양제를 섭취하는 것이 가장 좋은 방법이 될 수 있다.








 References 
1. Prescott et al. World Allergy Organization Journal (2017) 10:29 DOI 10.1186/s40413-017-0160-5
2. Skin-associated lymphoid tissues (SALT): origins and functions. J Invest Dermatol. 1983 Jun;80 Suppl:12s-16s. (ncbi).








 

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