피부과학 허찬우 화장품연구소

피부의 구조

피부의 기능 1. 인체중 가장 큰 기관 : 몸무게의 15% (약 9 kg) 2. 1 cm2당 : 15개의 피지선, 땀샘 100개, 1m정도의 모세혈관, 12개의 신경, 털 10개 정도, 3천개의 감지신경세포, 2백개의 통증감지신경세포, 25개의 압박감지신경세포, 12개의 열감지신경세포, 2개의 냉온감지신경세포, 약 3백만개의 세포 3. 보호작용 : 방수, 박테리아의 침입, 자외선차단, 탈수 방지 4. 신체의 온도 조절 ?: 더울 때 – 땀샘에서 땀 발산 추출 때 – 혈관 수축 5. 자극을 수용하는 여러가지 RECEPTOR(수용기). 신경세포의 끝과 연결, 온도, 촉감, 압박, 통증을 감지 6. 배출작용 : 땀, 소금, 물, 기타 유기물질 등 노폐물 방출

7. 자외선을 받아 비타민 D 합성 : 7-Dihyrocholesterol → Cholecalciferol(V-D3) → Calciferol(V- D2) : 음식물로 부터 Ca 및 P의 흡수 촉진 8. 피지선에서 분비되는 피지 : 땀과 같이 피부 표면에 Acid Mantle(산성막) 형성 – 0.0005 mm, 산도 : 4.5-6.5 (박테리아 공격) 9. 인체면역시스템의 역할 : 각질세포와 멜라닌의 피부보호, Langerhans Cell : 백혈구의 T-Cell 과 같이 피부 면역작용 Granstein cell : Suppressor T-Cell 과 같이 피부 면역작용 10. 피하지방층의 지방 : 필요시 에너지로 전환 11. 햇빛에 의해 Melanin 생성하여 피부의 화상 방지 * 피부의 재생력과 복원력: 거칠어진 피부, 자상,창상, 화상 - 화장품의 역할

피부의 특징 구성 : 표피(Epidermis) : 진피(Dermis) : 피하지방(Subcutis) 총면적 : 성인 – 1.5 – 2.0 cm2 두께 : 표피 - 0.1 – 1.5 mm 표피+진피 : 2.0 mm 눈꺼풀(0.5mm) < --- < 손,발바닥(6mm) 복부<등 사지의 안쪽<바깥쪽, 여성<남성 유아<성인

표피의 구성 표피(Epidermis) : 1. 기저층(Basal Layer) 2. 유극층(Prickle Layer) 3. 과립층(Granular Layer) 4. 각질층(Cornified Layer)

기저층(Basal Layer) - Stratum Basale - 표피의 맨 아래층 : 아래는 진피, 위로는 유극층과 연결 - 입방체형이나 원주형으 세포가 한줄로 구성 - Kertinocyte가 계속 분열하면서 체액이 가득찬 새로운 세포 생성 - 약 70%의 수분 보유 * Melanocyte와 Melanin - 기저층에 Kertinocyte와 Melanocyte 존재 - Melanoblast(흑아세포) – (UV ray) – Melanocyte 생성 (핵에 흑색 점 보유) - 팔같은 돌기로 Kertinocyte와 연결 - Melanocyte에서 Tyrosine으로 부터 생성된 Melanin색소가 Kertinocyte로 이동

- Melanin색소 : 피부에 퍼져 화상 방지 : UVA 흡수하여 피부암 방지 : 흑인 – Melanocyte의 활동 왕성 : 화상 방지 : 피부색 외 모발색도 결정 -Eumelanin(검정색소) : 흑색, 밤색 또는 두색의 혼합색 모발 생성 -Fheomelanin(밝은색소) : 금발, 은발, 갈색, 붉은 모발 생성 : 흑인 – 멜라닌의 밀도 고 백인 – 멜라닌의 밀도 저 * Epidermal Growth Factor(EGF : 표피성장인자) - 기저층과 진피에 존재 - 표피세포와 Fibroblast(섬유아세포: 결합조직 형성세포)의 성장을 자극하는 단백질 호르몬 성분 - 세포 성장 촉진 * 기타 피부 색소 : Carotene - 주황색 색소 - 아시아 인종의 진피와 표피층에 존재 : 노란색 피부색의 원인 * 백인종의 경우 분홍색 피부는 진피속의 모세혈관의 혈액 때문.

유극층(Prickle Layer) - Stratum Spinosum - 가시모양의 돌기가 나와 세포끼리 고착 - 기저층의 둥근 세포가 다면체 모양 - 8-10 줄 - Keratinocyte가 색소 함유 단계 - 가장 두꺼운 층 - 피부 면역에 관여하는 Langerhans Cell 존재

과립층(Granular Layer) - Stratum Granulosum - 체액이 빠져 볼록렌즈처럼 옆으로 길고 납작, - 3-5 줄 - Keratohyalin(각질초자질)이라는 과립 생성 - 각질화의 준비 단계 * 투명층(Stratm Lucidum) - 손바닥과 발바닥에만 존재 - 3-5줄의 아주 투명하고 납작한 죽은 세포 - Eleidin이라는 작은 물방울모양의 투명한 물질 존재 : Keratohyalin이 Keratin으로 변해가는 중간과정의 물질 : 손바닥과 발바닥이 하얗고 투명하게 보이는 이유

각질층(Cornified Layer) - Keratin이 되어 딱딱하게 각질화된 세포들 - 20%의 수분 : 피부가 촉촉하고 탱탱하며 윤기가 흐르는 조건 (수분이 15%이하인 경우 : 건조, 갈라짐, 트는 거친 피부) - 15-40 줄 - Intercellular Lipid 존재 - 기저층에서 과립층까지 Keratinocyte 이동: 14일 소요 - 과립층에서 Keratohyalin의 작용으로 각질화 시작 Keratohyalin –> Eleidin -> Keratin

* Keratin - 유황성분의 단백질 - Soft Keratin : 20%의 수분 보유 - 피부 Hard Keratin : 수분이 없는 딱딱한 상태 - 손톱, 머리카락, 동물의 뿔과 발톱, 새의 부리 * Intercellular Lipid(각질 세포간 지질) - 피부보호막에서 가장 중요한 요소 - ceramides, cholesterol, fatty acid 등으로 구성 - 특유의 lamella liquid crystal 구조 : Ceramides - Intercellular lipid의 약 50% - lamella liquid crystal 구조 형성에 결정적인 역할 - Ceramide 감소  liquid crystal 약화  피부보호막 약화 민감성 피부, 건조 피부, 아토피 피부 등 * 세포의 박리작용(Desquamatin) - 박리가 제대로 되지 않으면 Cell Turnover Cycle(세포재생 회전주기)가 길어져 피부가 활력 저하 - 인위적인 박리작용 촉진 방법 : Peeling 제품 – Retinoic Acid, AHA : 박피수술 – 레이저 : Chemical Peeling * 표피층을 벗겨내 기저층에서의 세포분열과 증식을 자극, 세포 생 성 촉진

* Transit Time(주행시간) : 세포가 기저층에서 부터 여러 층을 통과하는 시간 : 기저층 – 과립층 : 14일 과립층에서 각질세포로 되어 각질층에 도달 : 14일 (여성의 경우 25세 정도가 가장 짧은 Transit Time, 60세의 경우 2배) * Natural Moisturizing Factor(천연보습인자: NMF) - 과립층과 진피사이 존재 - 높은 보습력, 신속하게 외부의 수분과 결합하는 성질 - 각층에 수분 공급 역할 - Acid Mucopolysaccharide(산성뮤코다당류) : 세포간교질 - 세포의 생존환경 조성물질 - 세포와 모세혈관사이에서 영양물질과 세포생성한 노폐물 운반하는 Tissue Fluid가 잘 확산, 혼합, 이동케 하는 기능 - Amino acid (40%), lactic acid (12%), pyrolidon carboxylic acid:PCA (12%), salt (18%), urea (7%) 등 * Intercellular Substance의 종류 1) 무정형물질 : Hyaluronic Acid, NaPCA, Chondroitin Sulfate, Dermatan Sulfate, Keratan Sulfate 2) 섬유상물질 : Collagen, Elastin, Reticular Fiber

피부표면의 지질(LIPID)성분 종 류 함 량 Free Fatty Acid 2.3 – 56.0 % Triglyceride 종 류 함 량 Free Fatty Acid 2.3 – 56.0 % Triglyceride 5.5 – 37.5 % Mono & Diglyceride 3.0 – 13.5 % Waxes 12.3 – 25.0 % Squalene 1.3 – 17.3 % 기타 Hydrocarbon 0.5 – 10.0 % Sterol Esters 1.5 – 4.5 % Free Sterol 0.7 – 20.0 % 기 타 5.0 – 12.0 %

표피를 구성하는 지질(LIPID)성분 종 류 함 량 Triglyceride 47.8 % Free Fatty Acid 3.0 % 종 류 함 량 Triglyceride 47.8 % Free Fatty Acid 3.0 % Phospholipid 9.7 % Waxes 4.0 % Squalene 기타 Hydrocarbon 10.0 % Free Cholesterol 7.4 % Fast Acting Sterol 0.4 % Cholesteryl Esters 기 타 11.7 %

진피 (DERMIS) 1. 특징 - 두께 : 2-4mm (발바닥이 가장 두꺼움) - Collagen(교원섬유)과 Elastin(탄력섬유)이 그물상 형성 - Collagen은 인체의 1/3 차지 : 노화에 따라 Collagen은 뒤틀리고 신장성 저하. Elastin은 탄력저하 -> 주름의 원인 2. 구성 1) 유두층(Papillary Layer) : 표피의 기저층과 연결 2) 망상층(Reticular Layer) : 피하지방과 연결

피부의 구조

유두층(Papillary Layer) - 진피의 1/5 차지, 느슨한 결합조직으로 구성 - 상부 유두층과 하부 유두층 : 구별이 불명확 - 상부 유두층 : Dermal Papilla라는 돌기가 기저층과의 연결고리 역할 - 가느다란 혈관모양으로 Meissner’s Corpusle라는 감각신경이 있 어 기저층과 접촉 - 지문을 만들어내는 부분 - 산소와 영양분 공급 및 노폐물과 탄산가스 배출 : 모세혈관이 있어 피하지방층의 동맥과 정맥에 연결 : 유두층의 모세혈관이 피부의 말단 혈관(표피에는 혈관이 없다) - 모든 신경도 유두층과 망상층까지 : 진피층이 인체의 혈관, 림프액 그리고 감지, 압박, 통증수용기 등 모든 신경의 종착역

망상층(Reticular Layer) - 불규칙하고 치밀한 결합조직 - Collagen(70%)과 Elastin(20%)이 그물망 형성 - 피부의 탄력성과 운동성 결정 : Collagen의 강도, 신장성, Elastin의 탄력성 - 특징 : Collagen; 질기고 강한 섬유성 단백질 Elastin : 가늘고 긴 섬유가 다발 형성하는 섬유성 단백질 : 크기의 2배까지 신장 가능(임산부 출산 후 원래의 모습으로 회복) - 기타 물질 : 세포간질 - Hyaluronic Acid, NaPCA(Sodium Pyrrolidone Carboxylate) : 보습제 - Fibroblast(섬유아세포: 결합조직형성세포)가 분비 * Fibroblast의 역할 : 결합조직(피부)이 상처를 입었을 때, Collagen, Elastin 및 세포간질을 생산하여 새살 재생 및 원상복구 - 기타 부속기관 : 땀샘(Sweat Gland), 피지선(Sebaceous Gland), 모낭(Hair Follicle), 신경, 일부 지방조직(Adipose Tissue), 임파선(면역기능)

피하지방층(Subcutaneous Layer) - 피부지방세포가 모여있는 피부의 제일 깊은 곳 - 이상발달의 경우 Cellulite 형성 : Cellulite – 단순한 지방이 아닌 지방과 수분, 노폐물의 혼합체 운동으로 연소 불가능(다이어트 시 수분과 노폐물만 제거) : 엉덩이, 허벅다리, 위∙아래배 부근 - 외부의 충격 흡수하여 완충작용 - 뼈와 근육보호 - 에너지원으로도 이용 - 모낭의 끝부분과 연결 - 동맥과 정맥이 유두층의 모세혈관과 연결

땀샘(Sudoriferous Gland) - Sweat Gland - 체온 조절 - 약 2백만개의 땀샘 : 손바닥과 발바닥에 최다 손바닥 : 500개/cm2, 등 : 60-80개/ cm2 - 500 – 1,000 ml의 땀 배출 : 땀의 성분 – 물(99%), 소금, Urea, Uric Acid, Ammonia, Lactic Acid, Ascorbic Acid 등 - 스트레스, 긴장, 공포 등 감정변화에 따라 분비 - 땀은 피지, 각질세포 등과 혼합되어 산성막 형성 : 박테리아 침입 방지, 피부의 산도 균형유지, 피부를 매끄럽게.

종류 1) Apocrine - 배출통로가 모낭과 연결 - 우유빛 땀, 점성. 겨드랑 밑, 성기주변, 유두주위, 항문주위 등 털 이 많은 곳 - 냄새는 없으나, 박테리아가 땀을 분해할 때 독특한 냄새 - 암내 : 동물의 경우 상대방 유인냄새 - 사춘기때부터 활동 2) Eccrine - 배출통로가 피부와 연결 - 전신에 분포(입술, 손톱, 외부성기 및 귀의 내부는 없다) - 주로 손과 발바닥에 집중 분포 : 이마의 땀구멍은 인간의 감정과 직결 - 체온조절과 염분배출 - 냄새는 없고, 대부분 물

피지선(Sebaceous Gland) - Oil Gland - 피지 분비 : 피부표면에 얇은 오일막 형성, 피부의 수분 증발 방지, 매끈함 부여 - 피부 보호 : 박테리아 제거 - 구성성분 Glycerides 50% Waxes 20% Squalene 10% Free Fatty Acid 5% Branched Hydrocarbon Cholester Ester Other Sterols 1% 기타 4%

- 신체 ; 약 백만개, 얼굴의 T-zone과 머리에 다수(얼굴 300개/cm2) - 분비량 : 2g/일 - 사춘기 때 남성호르몬인 Androgen의 분비로 활동 개시 - 종류 1) 모낭과 연결된 피지선 - 모낭의 호리병모양의 목부분에 비스듬히 연결, 포도송이 모습 - 분비되는 피지 : 모낭의 벽 또는 털을 타고 배출 - 모낭이 표피세포 및 과잉분비된 피지로 막힐 때 ACNE 형성 2) 독립된 피지선 - 피지샘에서 바로 피부표면의 구멍으로 연결 - 입술의 경계, 성기, 눈꺼플, 젖꼬지 부근 - 콧등 부분이 가장 큰 피지선 분포 - 손바닥과 발바닥은 없다.

피부의 타입 1. 기원 1910년대 Helena Rubinstein이 여성의 피부형태를 4종류로 분류하 고 그에 맞는 화장품 성분 처방 2. 종류 1) Dry Skin(건성피부) 2) Oily Skin(지성피부) 3) Combination Skin(혼합피부) 4) Normal Skin(정상피부) - 유전적, 호르몬의 작용, 환경의 변화, 피부관리 결과 - 나이, 환경에 따라 변한다.

Dry Skin(건성피부) 1. 증상 - 기름기가 없고, 버석거리고, 트며, 갈라지고, 비늘이 생기고, - 들고 일어나고, 조각조각 떨어져 나가고 - 가렵고, 따가우며, 심하면 염증 2. 25세 이하 여성의 경우 드물다. 3. 원인 - Keratinocyte의 수분 부족 : NMF의 부족 : 여성호르몬(Estrogen, Progesterone)의 분비 부족 : 기후 등의 변화(사막, 한대지방 등) 및 생활환경 문제(실내 공간) : 알코올, 강알칼리비누 및 스크럽 제품 사용 과다, : 노화

Oily Skin(지성피부) 1. 증상 - 기름이 많이 흘러, 얼굴이 번들거림 - 화장이 잘 안받고 - 땀분비 과다 - 머리가락도 기름기가 많고, 비듬이 많다. - 모공이 크다 - 피부가 거칠다(피부가 오밀조밀하지 못하고 두꺼워서 굴곡이 많다) - Dry Skin보다는 탄력있으며, 촉촉하고, 피부노화도 덜 진행, 주름도 적다. 2. 사춘기는 거의 모두 Oily 또는 Acne피부 3. 원인 - 유전 - 호르몬의 영향 - 음식의 종류가 피지선 자극 - 환경(무덥고, 오염된 공기)이 피지선 자극

Combination Skin(혼합피부) - 심한 Dry Skin 또는 Oily Skin이 아닌 여성 대부분 - 얼굴의 T-zone은 피지선의 분포가 많아 피지의 분비가 왕성하여Oily Skin 화, 나머지는 정상 또는 Dry Skin Normal Skin (정상피부) - 매끄럽고 촉촉하며 섬세한 질감을 갖는 피부

피부 색 1. 성별, 개인차, 연령, 지역, 계절, 부위에 따라 차이 2. 건강할 때와 스트레스를 받을 때 차이 3. 색소량 : 여성<남성, 젊은이<노인, 손바닥, 발바닥 <<< 음낭, 음순, 항문주위, 유두 4. 관여 물질 : 멜라닌, 멜라노사이트, 카로틴, 산화헤모글로빈, 환원헤 모글로빈 등의 색소가 관여 5. 각질층의 두께, 수화상태, 혈액의 양, 혈액중의 산소의 양, 세포간의 접착상태 등에 따라 차이

여 드 름 1. 특성 - 환자의 70-80% : 11-25세의 젊은 사람 : 청년기의 특징 2. 생성 원인 1) 피지선의 비대(피지분비 과잉) : 호르몬(Testosteron)이 피지선 자극 : 안면, 등, 가슴 등이 피지선이 크게 발달된 부위 2) 모낭공의 각화항진 : 두꺼운 각층이 모낭내에 박리하여 모낭공이 막힘-면포 형성 : 피지가 정체 – 여드름균이 증가 – 각화가 증가 3) 세균의 영향 : 피부상재균인 여드름 간균과 피부 포도상구균이 싸인 피지에서 증식 : 트리글리세라이드를 분해하여 유리지방산 생성 : 모낭상피에 작용하여 각종 효소 생산, 모낭벽 파괴, 염증 발생

자외선과 피부 1. 자외선 1) UV-A : 320 – 400nm 2) UV-B : 280 – 320nm 3) UV-C : 200 – 280nm - 파장이 길수록 피부 깊숙이 침투 2. 자외선에 대한 피부의 방어기능 : 멜라닌 생성 – 멜라닌이 적은 백인은 피부암 가능성 증대 3. 자외선에 대한 피부의 반응 1) 급성반응 - UV-A : 흑화 - UV-B : 선번(Sun burn) –> 화상의 상태 : 붉은 색이 진행된 후 3일째부터 다시 흑화(2차 흑화, 선탠) - 회복하는 데 수개월 소요 2) 만성반응 : 광노화 - Fisherman’s skin 또는 Farmer’s skin - 피부색이 검고, 뻣뻣하고, 엉성한 감촉, 깊은 주름 - 피부암 발생 : UV-B 외 UV-A 도 관여 : 백인, 고지대의 주민 등

TYPE Ⅰ - 항상(매우 심하고)붉어지고, 결코 검게 되지 않는다. (민감성)   4. 피부 타입(Frederic의 분류법) TYPE Ⅰ - 항상(매우 심하고)붉어지고, 결코 검게 되지 않는다. (민감성) TYPE Ⅱ - 쉽게(심하게)붉어지고, 약간 검게 된다 TYPE Ⅲ - 보통으로 붉어지고, 중간 정도로 검게 된다 (정상) TYPE IV - 약하게 붉어지고, 항상 검게 되는 사람 (정상) TYPE V - 거의 붉게 되지 않고, 쉽게 검게 되는 사람 (둔감성) TYPE VI - 전혀 붉게 되지 않고, 매우 검게 되는 사람 * 봄부터 여름에 걸쳐 아무것도 바르지 않고 30-45분 정도 일광욕을 한 다음 에 나타나는 피부의 상태를 기준으로 분류

자연노화와 광노화의 차이 표피의 변화 항 목 광노화 피부 자연노화 피부 피부의 두께 표피가 두껍다 표피가 얇다 표피세포 다양한 세포 세포가 무질서하게 배열 극성이 없어진다. 빈번히 비대해진다 다양한 Melanosome (Melanosome이 없는 세포) 균일한 세포 세포가 규칙적으ㅗ 배열 극성이 유지 보통정도로 위축 Melanosome이 균일하게 분산 각질층 세포층에 비해 많다 형태, 염색성, 각질세포의 크기가 다양 보통의 세포층 각질세포의 크기가 균일 흑색세포 세포수가 증가 Melanosome 생성이 증가 세포수가 감소 Melanosome 생성 불완전 랑게르한스세포 세포수가 현저하게 감소 세포수가 약간 감소 정상인 세포

자연노화와 광노화의 차이 2. 진피의 변화 항 목 광노화 피부 자연노화 피부 Glycosaminoglycan 현저한 증가 약간의 감소 Elastin 극단적인 증가 무정형의 덩어리 형성 증가하는 것이 거의 정상 세포가 규칙적으로 배열 Collagen 섬유다발과 섬유가 현저 하게 감소 섬유다발이 굵고 방향성 없이 배열 망상 진피 섬유아세포 비만 세포 염증성 세포 비후성탄성섬유 증상 증가, 활성증대 증가 염증성세포가 침윤 비박화 감소, 불활성 감소 염증성세포가 없다 유두 진피 새로운 Collagen의 Grenz zone 새로운 Collagen의 Grenz zone이 없다 모세혈관 현저하게 감소 이상(변화)한 혈관 모세혈관 확장 증상 중간정도의 감소 정상혈관 모세혈관 확장 증상 무 Lymph 관 거의 소실 중간 정도의 감소