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[M.브라이든] AHA의 임상·조직학적 연구
광손상 피부와 같은 문제성 피부 개선을 위해 사용되는 AHA 성분 중 ‘글리콜릭산’과 ‘락틱산’의 적용이 티로시나제와 멜라노사이트에 미치는 영향에 대한 임상 연구 결과를 공유한다.
AHA의 광손상 개선 효과에 대한 연구
AHA는 광손상 피부와 같은 다양한 문제성 피부를 관리하는데, 대중적으로 사용되는 유기산군 중 하나다. AHA에서도 글리콜릭산(GA)과 락틱산(LA)이 가장 많이 사용된다. 최근 임상 및 조직학 증거에 따르면, 글리콜릭산과 락틱산을 국소 부위에 적용하면, 광손상으로 생긴 거친 피부 표면, 색소침착, 피부에 얕게 진 주름을 개선하는 데 효과적이라고 한다. 임상 연구 결과, 글리콜릭산은 기미, 흑색점, 염증 후 과색소침착과 같은 색소 이상 병변을 치료하는 과정에서 효과적이며, 락틱산은 흑색점을 치료하는 과정에서 효과적인 것으로 밝혀졌다. 이와 같은 화이트닝 효과는 표피 리모델링과 박리과정 촉진으로 발생하며, 신속하게 색소가 분산된다. 그러나 멜라닌 합성에 대한 글리콜릭산의 직접적인 효과에 대해서는 아직 제대로 연구가 이루어지지 않았다. 그동안 멜라닌 형성 규제에 대한 연구는 멜라닌 형성 경로의 단계를 촉진하는 티로시나아제에 영향을 미치는 요인에 집중됐다. 흑색점을 포함한 피부의 과색소침착은 인간에게서 나타나는 흔한 색소 병변으로, 나이가 들어감에 따라 더욱 두드러지게 나타난다. AHA는 특히 글리콜릭산이 색소침착 병변에 끼치는 관리의 중요성을 고려해볼 때, 과색소침착에 대한 AHA의 화이트닝 메커니즘을 명확히 하기 위한 티로시나아제와 기타 멜라닌 형성 단백질에 글리콜릭산과 락틱산이 미치는 영향을 좀 더 깊이 연구했다.
글리콜릭산과 락틱산이 과색소침착에 미치는 영향에 대한 연구결과
세포 증식
글리콜릭산과 락틱산의 다른 함량(300, 500mg/ml)을 통해 쥐의 흑색종(멜라닌 형성) 세포와 인간 흑색종 세포의 성장을 테스트했다. 5일간 300mg/ml의 글리콜릭산과 락틱산 투여 시 두 가지 세포 타입 모두 잘 성장했다. 하지만 글리콜릭산 500mg/ml는 쥐의 멜라닌 형성 세포 성장을(41%) 저해했고, 인간 세포의 성장을(27%) 저해했다. 한편 락틱산 500mg/ml는 쥐의 멜라닌 형성 세포의 성장을(36%) 저해했다.
멜라닌 형성
5일간 글리콜릭산 혹은 락틱산 트리트먼트를 진행한 결과 쥐 B16 흑색종의 멜라닌 세포 형성을 크게 저해하는 것이 밝혀졌다(GA 300mg/ml에서 약 22%, GA 500mg/ml에서 약 55%, LA 300mg/ml에서 15%, 500mg/ml에서 약 38%).
티로시나아제 활동
글리콜릭산과 락틱산 트리트먼트 이후 나타난 멜라노젠(티로신의 붉은 산화물의 환원에 의해서 형성된 무색의 화합물로서 멜라닌으로 산화됨) 단백질 효소 활동 배열을 통해 알 수 있는 사실은 멜라닌 형성 저해가 투여 의존적인 상태로 티로시나아제를 저해하는 것과 관련이 있었다. GA(300mg/ml), GA(500mg/ml), LA(300mg/ml) 혹은 LA(500mg/ml)로 5일간의 트리트먼트 이후 티로시나아제 수산화 효소 활동은 쥐의 흑색종 세포에서 통제집단의 62%, 48% (P < 0.05), 66%, 61%였다.
티로시나아제 저해 메커니즘
글리콜릭산과 락틱산 트리트먼트 이후, 티로시나아제 활동이 직접 크게 저하된 것이 관측됐다. GA(100mg/ml), GA(500mg/ml), GA(1000mg/ml), GA(2500mg/ml), LA(100mg/ml), LA(500mg/ml), LA(1000mg/ml), LA (2500mg/ml)의 트리트먼트 이후 티로시나아제 활동은 각각(통제집단 대비) 81%, 60%, 53%, 31%(P < 0.05), 80%, 79%, 80%, 45%(P<0.05)였다. 그러나 이 효소 반응은 pH 5.6에서 저해되지 않는 것으로 관측됐다.
결과
메신저 RNA와 단백질 발현 혹은 티로시나아제 TRP－1 & TRP－2의 분자 크기가 영향을 받지 않더라도 티로시나아제 활동은 저해됐다. 글리콜릭산 혹은 락틱산이 티로시나아제 촉매 기능을 직접 저해하는지 확인하기 위해서 멜라노좀이 풍부한 멜라노좀 세포 덩어리에서 정제된 인간의 티로시나아제에 글리콜릭산과 락틱산이 미치는 영향을 살펴봤다. 그 결과, 글리콜릭산, 락틱산은 티로시나아제 효소 활동을 직접 저해하는 것으로 밝혀졌다. 그러나 이런 효과는 이 두 가지 산의 산도 때문은 아니었다. pH를 5.6으로 조절하면(GA와 LA의 pH 농도는 2500mg/ml) 티로시나아제 활동에 영향을 미치지 않았기 때문이다. 이를 감안하면 GA와 LA가 티로시나아제 활동을 직접적으로 저해함으로써 멜라닌 형성을 저해한다는 결과를 얻을 수 있다. 이는 산 특성과는 독립적인 효과다. 글리콜릭산 혹은 락틱산은 표피 턴오버를 촉진할 뿐만 아니라, 멜라노사이트의 멜라닌 형성을 직접 저해함으로써 색소병변에 영향을 미칠 수도 있다.
