피부의 구조와 구성 성분인 콜라겐의 역할, 그리고 자외선 및 노화에 따른 피부 변화와 기전 doc_id CNTS-00118871966_1

피부는 크게 표피(epidermis), 진피(dermis), 피하지방(subcutaneous fat)으로 구성되어 있다. 표피는 각질층, 과립층, 유극층, 기저층으로 구성되어 있으며, 28일 정도 주기로 새로운 세포로 교체되고 있다. 또한 케라틴으로 되어있는 케라티노사이트, 멜라닌을 형성·분비하는 멜라노사이트, 면역관련세포(langerhans cell) 및 지각관련세포(merkel’s corpuscles)등 여러 가지 세포로 이루어져 있어 외부자극이나 병원균의 침입을 방지하고 체온조절, 수분과 지질 성분 유지 작용을 한다. 진피는 섬유성분과 기질성분으로 구성되어 있는데 그 중 콜라겐은 입체구조 유지, 인장강도 부여 등의 피부를 보호하는 역할을 수행하며 진피층의 90%를 차지하고 있다. 엘라스틴은 탄력섬유로서 진피층의 3~4%정도를 차지하며 입체구조 사이를 스프링처럼 작용하여 피부탄력을 유지한다. 그 외에 수분보유능이 강한 히알루론산, 뮤코다당체 등의 고분자 지질성분이 있다. 교원섬유라고도 불리며, 진피의 85∼90%를 차지한다. 세포외 기질의 주요 구성 성분인 콜라겐은 섬유아세포의 작용에 의해 프로콜라겐의 형태로 생성되는 단백질이다. 새롭게 합성된 프로콜라겐은 효소반응을 거쳐 피부세포의 세포외 공간으로 분비되어 삼중나선구조의 microfibril을 형성하고, microfibril들은 leucine-rich small proteoglycans과 결합하여 피브릴을 형성하는데, 이러한 과정을 fibrillogenesis라고 한다. 결과적으로 이렇게 만들어진 피브릴들이 모여 콜라겐 섬유를 형성하게 되어 피부의 결합력과 탄력성을 갖게 한다. 피부 콜라겐 중 대부분을 차지하는 것은 type-1 콜라겐이다. 주된 기능으로는 피부의 기계적 견고성, 결합조직의 저항력과 조직의 결합력, 세포 접착의 지탱, 세포 분할과 분화 유도 등이다. 콜라겐은 피부, 골, 인대, 연골 및 치아 등에 높은 농도로 존재하고 트립신과 같은 단백질 분해효소의 작용을 받지 않으나 콜라게나아제에 의해 분해된다. 일반적으로 피부노화는 나이의 증가와 활성산소종, 자외선 등 외부인자들이 주요 원인인 것으로 알려져 있다. 이로 인하여 노화된 피부는 표피세포의 분열 속도와 재생속도가 감소되어 상처 치유 능력이 저하되며, 피부의 세포면역이 저하되어 있어 각종 바이러스나 진균에 의한 피부감염과 종양에 취약해진다. 또한 항산화시스템의 기능 저하로 인하여 피부의 산화손상은 점점 더 증가되며, 콜라겐의 변화와 MMPs의 증가로 인하여 주름이 형성 된다. 피부노화를 예방하기 위하여 비타민C, 비타민 E 등 항산화 물질 섭취가 피부의 항산화 작용에 도움이 된다. 또한 피부의 노화는 수분을 유지하는 능력 저하와 주름 발생으로 진행되므로, 보습제와 자외선 차단을 위하여 일광 차단제를 사용해야 한다. 그 외에도 레티노이드제 사용은 표피에서 각질세포의 증식을 유도하고 이상분화를 막아주며, 진피의 두께를 증가시켜주는 능력이 있음이 잘 알려져 피부노화의 치료에 사용되고 있다. 노화와 자외선 등으로 인한 피부노출은 MAPK(mitogen-activated protein kinase)를 활성화시킨다. MAPK에서 가장 많이 영향을 받는 인자는 AP-1이다. AP-1은 Jun과 Fos family 단백질로 이루어진 전사인자로 c-Jun과 c-Fos의 heterodimer 형태로 존재 할 때 전사활성이 가장 높다. 사람의 피부가 자외선에 노출되지 않았을 때는 c-Fos와 JunD의 이합체로 존재하나, 자외선, 외부 환경적 자극 등에 의하여 c-Jun과 c-Fos 단백질의 발현이 증가하게 되고, c-Jun은 JNK와 p38에 의한 인산화에 의하여 활성화된다. AP-1은 세포와 분화에 관련되는 많은 유전자의 발현을 조절하고 몇몇 MMPs의 발현을 강력히 조절한다. MMP는 zinc이온을 요하는 endoprotease로 세포외기질 단백질을 분해하는 효소이다.