표피의노화 (Epidermal aging) 2부 – 대한피부항노화학회지

표피노화 (Epidermal aging) 2부 – 저자 김홍석(와인피부과)

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피부노화에 영향을 미치는 체내 요소

노화와 피부 만성 염증

내인성 노화와 외인성 노화와 상관없이 노화에서는 ROS가 쌓이고 염증반응이 진행되면서 이 현상이 지속된다. 이러한 이유로 노화에서는 만성 염증에 대한 부분을 빠트릴 수 없어 inflammation과 aging의 합성어인 inflammaging 이라는 용어를 사용하기도 한다. 노화가 진행됨에 따라서 피부 장벽이 무너지게 되며, 이는 곧 표피와 혈장 내에 IL-a, IL-1a, IL-1b, IL-6와 같은 사이토카인 레벨이 증가한다. 노화 쥐 실험에서 피부 장벽이 손상된 경우 전신의 염증 사이토카인이 장벽 손상이 없는 경우에 비교해 증가해 있는 것을 확인하였으며 이는 강한 밀폐력을 가진 보습제를 이용하여 장벽을 회복시키는 경우에 이로한 현상이 줄어들었다.
표피노화
피부 장벽이 손상되면 표피에서의 사이토카인이 증가하는데 이는 피부 장벽을 회복하기 위한 신호로서 작용하게 되기도 하지만, 노화가 진행된 쥐에서는 표피의 장벽 회복이 느리므로 사이토카인 생산이 증가하더라도 장벽 회복이 되지 않고 오히려 건조함과 염증반응이 지속하여 만성 염증이 유도된다고 하였다. 그러므로 노화 피부에서의 보습은 단순하게 피부 장벽만을 회복시켜주는 개념이 아니라 단계적으로 일어나는 염증 변화 등을 줄일 수 있는 것이다. 피부장벽이 심하게 손상되는 경우에는 전신의 염증반응을 일으키는 데 중요한 역할을 하지만, 보습을 잘했다고 하더라도 혈장 내 사이토카인을 되돌리기는 쉽지 않은 이유 중 하나가 노화가 있는 동안에는 다른 조직에서도 전체적인 염증성 사이토카인을 분비할 수 있기 때문이다.

당화 현상과 피부 노화

Advanced glycation end products (AGEs)는 노화와 hyperglycemia와 연관되어있고 피부의 노화 증상 중 하나로 최근 대두되고 있다. 이는 요리를 할 때 탄수화물과 단백질을 섞어서 열을 가하게 되면 그 색이 갈색으로 바뀌는 현상을 당화 현상 (glycosylation, Maillard reaction)이라고 한다. 피부의 구성성분은 대다수 단백질로 구성되어 있으며 당과 결합해서 당화 현상이 생긴다면 색깔이 바뀔 수 있다는 이론이다. 보통 당화 현상을 일으키기 위해서는 요리에서는 고온의 열을 가하지만, 사람의 인체 역시 37.5도로 어느 정도 온도가 유지가 되기 때문에 당화 현상이 생기기 위한 반응을 일으키기에는 꽤 오랜 시간이 걸리게 될 것이다. 이렇게 한 번 색이 바뀐 음식이 다시 돌아올 수 없듯 당화 현상은 비가역적 반응을 보이며 피부의 색이 변하고 노화가 진행된다는 것이 당화 현상의 핵심이다.
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이런 당화 현상은 단백질, 지질, 핵산에 있는 아미노산과 환원당의 알데하이드기 사이에서 일어나는 비효소적인 반응 때문에 생기게 되는데 표피와 진피 모두에서 이러한 반응이 나타나게 된다. 표피에서는 케라틴에 당화 현상이 생김으로서 피부의 색이 노랗게 바뀌게 되고 수분함량이 감소해서 피부가 건조해지고 딱딱하고 거친 질감을 주게 되며, 진피에서는 콜라겐, 엘라스틴의 감소로 피부의 탄력도가 떨어지고 주름이 생기게 되는 것이다.
그리고 AGE는 receptor for AGE(RAGE)와 반응을 하여 NF-κB를 유도하여 IL-1, TNF-a, MMF, RAGE와 같은 proinflammatory genes을 유도하여 노화를 촉진하게 된다. 당화 피부에서의 표피 지질에서의 가장 특징적인 변화는 지방산의 길이가 다양하다는 것인데 이는 FASN, ELOVL upregulation에 의한 FA의 합성에 의한 것이다. C16까지의 지방은 FASN complex에 의해서 만들어지고 ELOVL에 의해 길어지게 된다. 하지만 왜 당화 피부에서FASN, ELOVL이 up-regulation되는 지에 대해서는 아직 밝혀지진 않았다. 각질층의 세포간지질 중에 지방산의 비율이 증가함으로 인해 물리적 조성이 바뀌고, 포화지방산에 의한 세포자멸사로 인한 세포 독성으로 인해 피부 장벽이 손상되면서 당화 피부에서의 TEWL이 증가하게 된다.
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히알루론산과 노화

노화에서 가장 두드러지는 조직학적 변화 중 하나가 진피의 HA는 여전히 남아있는 데 반해 표피의 HA가 이에 비교해 현저하게 감소하는 것이다. 노화에서의 HA의 이러한 변화에 대해서는 아직 잘 밝혀지지 않았다. 표피의 HA 합성은 진피에 의해 영향을 받지만, 진피 HA 합성과는 독립적으로 분리되어 조절되고 있다. 나이가 들면서 피부에서의 HA 폴리머가 급속도로 감소하면서 표피에서 수분을 유지하는 중요한 분자가 없어지고, 진피에서는 HA로부터의 추출형태가 감소하여 조직 구조물과 HA의 결합력이 오히려 증가하는 특징을 보인다. 이로 콜라겐의 cross-linking이 심해지게 되고 나이가 들면서 콜라겐의 추출형태가 지속해서 감소하여 피부가 건조해지게 되며 탄력도가 떨어지게 되는 것이다. 자외선은 피부에 있어서 노화를 촉진하는 중요한 인자이지만 지속적으로 적은 양의 자외선에 장기간 노출되면서 활성산소로 인해 피부에 지속적인 손상을 주게 된다. 자외선에 노출되고 나면 초기에는 진피에서 HA가 증가하고, 히스타민 분비가 많아지면서 붉어지고 붓는 반응이 보이게 되는 것이다. 광노화 피부에서 일반 노화 피부보다 low-molecular weight HA가 현저하게 증가하는데 이러한 쪼개진 HA는 HAS-1의 표현을 감소시키고 HYAL-1, -2, -3의 표현을 증가시켜서 HA가 더 많이 분해된다. CD44, RHAMM 역시 광노화 피부에서 발현이 줄어들며 노화 피부에서 HA의 함량은 현저하게 줄고, HAS-1, 2, CD44, RHAMM의 발현이 감소하였다.
표피노화
짧은 지면을 통해 대략적으로 표피에서 일어나는 노화에 대해서 알아보았다. 표피는 오래전부터 연구해 왔지만, 아직 밝혀지지 않은 내용도 많을 뿐 아니라, 생각보다 상당히 복잡한 기전으로 노화 과정이 서로 복잡하게 얽혀있어 전체적으로 표피의 변화에 대해 이해를 한다면 진료실 영역에서 다양한 방법으로 표피 노화를 억제하고 관리하는 데 도움을 줄 수 있지 않을까생각한다.

[참고문헌]
1. Rinnerthaler M, Streubel MK, Bischof J, Richter K. Skin aging, gene expression
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2. Schwartz J, Friedman AJ. Exogenous Factors in Skin Barrier Repair. J Drugs
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3. Yokota M, Tokudome Y. The Effect of Glycation on Epidermal Lipid Content, Its
Metabolism and Change in Barrier Function. Skin Pharmacol Physiol.
2016;29(5):231-242.

표피의노화(Epidermal aging) 2부 – 대한피부항노화학회지

*상기내용은 항노학회지에 개재된 원고로써 저자의 허락을 받은후 발췌하였습니다.

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표피의노화 (Epidermal aging) 1부 – 대한피부항노화학회지
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