각질층

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1. 개요

각질층은 피부의 가장 바깥층으로, 여러 겹의 편평한 각질 세포로 구성되어 피부를 보호하고 수분 손실을 막는 역할을 한다. 각질층은 분리층과 치밀층으로 나뉘며, 케라틴, 세라마이드, 지질 등으로 구성되어 피부 장벽을 형성한다. 각질층의 두께는 신체 부위에 따라 다르며, 파충류에서는 탈피를 통해 교체된다. 각질층은 약물 투과에 장벽으로 작용하며, 저분자량, 적절한 지용성, 낮은 융점을 가진 물질이 투과하기 쉽다. 피부 장벽 기능 이상은 과다 각화증, 네덜톤 증후군, 알레르기, 아토피 피부염 등의 피부 질환을 유발할 수 있으며, 미용 목적으로 각질 제거를 하기도 한다.

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각질층
개요
현미경을 통해 본 각질층의 모습
라틴어 명칭	stratum corneum epidermidis
전구체	각질 세포
시스템	피부 계통
상세 정보
설명	각질층은 표피의 가장 바깥쪽 층이다.
중요성	건강하고 질병에 걸린 피부 모두에서 각질층의 기능적 완전성을 유지하는 것이 임상적으로 중요하다.
구성	각질층은 각질 세포와 지질로 구성되어 있다.
기능	수분 손실을 방지하는 장벽 역할을 한다. 병원균과 알레르기 유발 물질의 침투를 막는다.
각질 세포 탈락	각질층 세포는 세린 프로테아제의 작용으로 인해 지속적으로 탈락된다.
지질 성분	각질층 지질은 콜레스테롤, 유리 지방산, 세라마이드로 구성되어 있다.
측정 방법	각질층 지질은 정량적, 고처리량 샷건 질량 분석법으로 측정할 수 있다.

2. 구조

인간의 각질층은 여러 겹의 편평한 각질 세포로 구성되어 있으며, ''분리층''과 ''치밀층''의 두 개 층으로 나뉜다. 분리층은 피부의 가장 바깥쪽이자 가장 느슨한 층으로, 이 층 위에 피부 보호 산성 막과 지질 장벽이 위치한다.^[5] 치밀층은 상대적으로 더 깊고 압축되어 있다.^[6]

2. 1. 분리층 (Stratum Disjunctum)

분리층은 피부의 가장 바깥쪽이자 가장 느슨한 층으로, 이 층 위에 피부의 보호 산성 막과 지질 장벽이 위치한다.^[5] 분리층의 각질 세포는 치밀층의 각질 세포보다 크고, 더 단단하며, 더 소수성이다.^[7]

2. 2. 치밀층 (Stratum Compactum)

치밀층은 상대적으로 더 깊고 압축되어 있으며, 각질층에서 더 응집력 있는 부분이다.^[6] 분리층의 각질 세포는 치밀층의 각질 세포보다 크고, 더 단단하며, 더 소수성을 띈다.^[7]

삼투 투과성에 대한 연구에 따르면 치밀층은 두 개의 층으로 구성되어 있다. 분리층과 분리층의 가장 아래층은 두 배로 부풀어 오를 수 있다. 그러나 그 사이 치밀층의 첫 번째 층은 부풀어 오르는 능력이 제한되어 있으며 각질층의 장벽을 제공한다.^[8]

3. 기능

각질층은 피부 장벽 기능을 통해 외부 환경으로부터 신체를 보호하고, 체내 수분을 유지하는 핵심적인 역할을 수행한다.

각질층은 신체 부위에 따라 두께가 다르다. 손바닥과 발바닥(때로는 무릎, 팔꿈치,^[9] 너클)에서는 투명층에 의해 안정화되어 케라틴을 농축하고 더 두껍고 응집력 있는 각질층으로 올라가기 전에 경화될 수 있다. 일반적으로 각질층은 15~20개의 각질 세포층으로 구성되며, 두께는 10~40μm이다.

사람의 팔뚝에서는 시간당 약 1300개의 세포가 cm²당 탈락한다.^[10] 각질층은 외부 부상 및 세균 침입으로부터 신체 내부 구조를 보호한다.

3. 1. 피부 보호

케라틴은 세포막이 세라마이드 층으로 대체되어 구조 단백질의 외피(각질화 외피)에 공유 결합된다. 이 복합체는 각질층의 세포를 둘러싸고 피부의 장벽 기능에 기여한다.^[4] 각질 데스모솜(수정된 데스모솜)은 이 표피층 내에서 인접한 세포를 연결하여 세포 접착을 용이하게 한다. 이 복합체는 프로테아제에 의해 분해되어 결국 세포가 표면에서 떨어져 나가게 한다. 탈락과 각질화 외피의 형성은 모두 피부 항상성을 유지하는 데 필요하다. 이러한 과정을 제대로 조절하지 못하면 피부 질환이 발생한다.^[4]

각질층의 세포는 피부가 수분의 증발을 막아 수분을 유지하도록 돕는 단백질인 케라틴의 조밀한 네트워크를 포함하며, 물을 흡수하여 수분 공급을 돕는다. 또한 이 층은 피부의 "탄성" 또는 신축성 특성을 담당한다. 약한 글루텐 단백질 결합은 피부를 자연스러운 모양으로 되돌린다.

파충류에서 각질층은 영구적이며 탈피라는 과정에서 빠른 성장 시기에만 교체되는데, 이는 훨씬 더 단단한 피부층을 제공하는 베타-케라틴의 존재에 의해 부여된다.

사람의 팔뚝에서는 시간당 약 1300개의 세포가 cm²당 탈락한다.^[10] 각질층은 외부 부상 및 세균 침입으로부터 신체의 내부 구조를 보호한다. 건강한 피부는 각질층에 의해 보호받기 때문에, 음식 단백질이 쉽게 피부 내로 침투하는 일은 없다. 그러나, 내인성 요인으로는 필라그린 등의 유전자 이상, 외인성 요인으로는 화장품, 비누에 포함된 계면활성제가 피부 방어 기능 저하에 영향을 미치는 것으로 생각된다.

3. 2. 수분 유지

각질층 세포는 단백질인 케라틴의 조밀한 네트워크를 포함하여 피부가 수분의 증발을 막아 수분을 유지하도록 돕는다. 이 세포들은 또한 물을 흡수하여 수분을 공급한다. 또한 이 층은 피부의 "탄성" 또는 신축성 특성을 담당한다. 약한 글루텐 단백질 결합은 피부를 자연스러운 모양으로 되돌린다.^[4]

3. 3. 두께

각질층의 두께는 신체 부위에 따라 다르다. 손바닥과 발바닥(때로는 무릎, 팔꿈치,^[9] 너클)에서는 투명층에 의해 안정화되어 세포가 케라틴을 농축하고 더 두껍고 응집력 있는 각질층으로 올라가기 전에 경화될 수 있다. 물체를 잡고, 마모 또는 충격에 저항하고, 부상을 피하기 위해 추가적인 보호가 필요한 이러한 영역에서는 무거운 구조적 변형으로 인한 기계적 스트레스가 각질층을 더 두껍게 만든다. 일반적으로 각질층은 15~20개의 각질 세포층을 포함하며, 두께는 10~40μm이다.^[4]

4. 인간

각질층은 피부 장벽 기능의 핵심으로, 각질 세포와 세포 간 지질로 이루어진 라멜라 구조를 통해 피부를 보호한다. 각질화 과정, 즉 살아있는 각질 세포가 비생명체인 각질 세포로 변환되는 과정 동안 케라틴은 세포막이 세라마이드 층으로 대체되어 구조 단백질의 외피(각질화 외피)에 공유 결합된다.^[4] 이 복합체는 각질층의 세포를 둘러싸고 피부의 장벽 기능에 기여한다. 각질 데스모솜(수정된 데스모솜)은 이 표피층 내에서 인접한 세포를 연결하여 세포 접착을 용이하게 한다. 이 복합체는 프로테아제에 의해 분해되어 결국 세포가 표면에서 떨어져 나가게 한다. 탈락과 각질화 외피의 형성은 모두 피부 항상성을 유지하는 데 필요하다. 이러한 과정을 제대로 조절하지 못하면 피부 질환이 발생한다.^[4]

각질층의 세포는 케라틴의 조밀한 네트워크를 포함하여 피부가 수분을 유지하고 흡수하도록 돕는다. 또한 각질층은 피부의 탄력에 중요한 역할을 한다.

각질층의 두께는 신체 부위에 따라 다르다. 손바닥과 발바닥, 무릎, 팔꿈치, 손마디^[9]에서는 투명층에 의해 각질층이 더 두껍고 응집력 있게 형성된다. 이는 물체를 잡거나 마모, 충격에 저항하고 부상을 피하기 위한 추가적인 보호가 필요한 부위이기 때문이다. 일반적으로 각질층은 15~20개 층의 각질세포로 구성된다.

사람의 팔뚝에서는 시간당 약 1300개의 세포가 cm²당 탈락한다.^[10] 각질층은 외부 부상 및 세균 침입으로부터 신체의 내부 구조를 보호한다.

미용상, 안면 피부의 과도한 각질을 제거함으로써 촉촉한 피부가 된다고 하며, 각질 케어를 위한 화장품도 많이 판매되고 있다. 팔꿈치·무릎·발뒤꿈치의 각질 케어 상품도 많이 존재한다.

4. 1. 구성 요소

각질층은 각질세포, 각질세포간 지질, 천연 보습 인자(NMF), 그리고 벗겨진 각질 조각으로 구성된다.^[14]

각질세포: 케라틴이라는 단백질의 조밀한 네트워크를 포함하며, 피부가 수분을 유지하고 흡수하여 탄력을 유지하도록 돕는다. 각질층은 일반적으로 15~20개 층의 각질세포로 구성되며, 두께는 10~40μm이다. 손바닥과 발바닥, 무릎, 팔꿈치, 손마디^[9]에서는 투명층에 의해 각질층이 더 두껍고 응집력 있게 형성된다.

각질세포간 지질: 세라마이드(약 46%), 유리 콜레스테롤(약 26%), 유리 지방산(약 13%), 콜레스테롤 황산(약 4%) 등으로 구성된다.^[12] 주요 유리 지방산은 리그노세르산(25%), 베헨산(15%), 팔미트산(10%), 스테아르산(10%), 헥사코산산(10%)이다.^[13] 세라마이드와 세포 간 지질, 물 분자는 라멜라 구조를 이루어 수분을 유지하고, 피지가 표면을 덮어 수분 증발을 막는다.^[15]

천연 보습 인자(NMF): 주로 아미노산(필라그린에서 유래), 젖산, 요소 등으로 구성되며, 각질세포의 수화와 탄성에 기여한다.^[14]

각질 조각이 벗겨질 때 접착 반점이 가수분해되는데, 수분이 부족하면 이 과정이 제대로 이루어지지 않는다.^[14] 보습제는 수분을 유지하거나 손실을 줄여 접착 반점의 분해를 촉진하고 각질세포 축적을 방지한다.^[14]

리놀레산은 피부 장벽 기능을 형성하고 복구하는 반면, 올레산은 각질층의 지질 구조를 교란하여 장벽 구조를 악화시킬 수 있다.^[14] 올리브유, 야자유, 포도씨 오일, 아보카도 오일 중 올레산 함량이 높아 피부 투과성이 큰 순서대로 나열하면 올리브유 > 야자유 > 포도씨 오일 > 아보카도 오일 순이다.^[13]

고령에서는 각질층의 수분량, 피지, 각질세포간 지질, 천연 보습 인자가 감소하고 각질층의 층수는 증가하여 더 두꺼워진다.^[17] 겨울철에는 각질 수분량이 저하되는데, pH9의 알칼리성 세정제는 수분량을 감소시키고 세포 간 지질을 많이 제거하는 반면, pH5의 약산성 세정제는 그러한 영향이 적다.^[17]

4. 2. 고령화

고령에서는 각질층의 수분량이 젊은이의 절반이며, 피지 및 세포 간 지질이 감소하고, 천연 보습 인자도 감소하며, 각질층의 층수는 젊은이보다 4할 증가하여 두껍게 퇴적되어 있다.^[17]

4. 3. 세정

pH9의 알칼리성 세정제는 각질층의 수분량을 감소시키고 세포 간 지질을 많이 제거하지만, pH5의 약산성 세정제는 그러한 영향이 적다.^[17] 피부가 건조해지기 쉬운 사람은 매일 세정하는 것보다 기름지지 않은 부위는 씻는 횟수를 조절하여 건조를 막을 수 있다.^[17]

5. 경피 흡수

각질층은 약물 흡수의 장벽으로 작용하기 때문에^[22], 각질층 아래의 세포나 생체 내부로 약물을 흡수시키려면 이를 돌파해야 한다. 각질층을 투과하기 쉬운 약물의 특징은 저분자량, 적절한 지용성, 낮은 융점 등이다.^[19]

요소는 10%까지 피부 보습제로 사용되며, 그 이상에서는 피부 각질 용해 작용을 나타낸다.^[25]

5. 1. 투과 용이성

각질층을 투과하기 쉬운 약물의 특징은 다음과 같다.^[18]

저분자량 (500 이하): 경피 흡수에 적합한 물질은 분자량이 500 이하이다. 분자량이 1000이 되면 각질을 거의 통과할 수 없다.
적절한 지용성 (옥탄올-물 분배 계수 1~4, 이상적인 값은 2~3): 각질층은 지용성이 높은 물질이 많기 때문에, 외부에서 각질층으로 들어가려면 지용성이 필요하다. 그러나 각질층 아래는 지용성이 낮기 때문에, 너무 지용성이 높으면 각질층에 머물러 그 아래 세포층에 도달하지 못한다. 따라서 적당한 정도의 지용성이 중요하다. 물질의 분자량이 작은 경우, 화학적으로 수식하여 친유성(지용성)으로 만듦으로써 통과할 수 있다.^[20] 수용성 물질도 전혀 투과하지 못하는 것은 아니다. 예를 들어 고농도의 수용성 비타민C (아스코르브산 나트륨)를 경피적으로 흡수시킨 연구가 있다.^[21]
낮은 융점 (200℃ 이하): 융점이 낮을수록 용해도가 높고 투과하기 쉽다.^[19]

5. 2. 투과 기술

각질층은 장벽 역할을 하기 때문에^[22], 각질층 아래의 세포나 생체 내부로 약물을 흡수시키려면 이를 통과해야 한다.

이러한 장벽을 돌파하여 약물을 침투시키는 기술에는 마이크로니들^[22], 저전류를 이용하는 이온 전달법(이온토포레시스), 초음파를 이용하는 초음파 전달법(소노포레시스)이 있다^[23]。 또한 피부 박리를 촉진하는 화학적 박피술에서는 살리실산 마크로골이 각질에만 작용한다고 알려져 있으며, 여드름 발진, 작은 반점의 일광 흑자, 잔주름을 완화하기 위한 선택지이다^[24]。

6. 피부 질환

표피 구성 요소의 조절 장애로 인해 피부 장벽 기능을 올바르게 유지하지 못하면 피부 질환으로 이어질 수 있다. 예를 들어 과다 각화증은 각질층의 두께가 증가한 것이고, 네덜톤 증후군은 칼리크레인의 활성 조절 실패가 원인이다.^[11]

6. 1. 과다 각화증

현미경 사진은 이형성이 없는 피부의 현저한 과다 각화증을 보여줍니다. H&E 염색.

과다 각화증은 각질층의 두께가 증가한 것으로, 많은 피부 질환에서 나타나는 비특이적인 소견이다.^[11]

6. 2. 네덜톤 증후군

칼리크레인의 활성을 단백질 분해 효소 억제제 LEKTI의 파괴를 통해 조절하지 못하면 쇠약성 질환인 네덜톤 증후군이 발생한다.^[11]

6. 3. 알레르기

피부 장벽 기능이 제대로 유지되지 않으면 피부 질환으로 이어질 수 있다. 건강한 피부는 각질층에 의해 보호받기 때문에 음식 단백질이 쉽게 피부 안으로 들어가지 못한다. 그러나 필라그린 등의 유전자 이상이나 화장품, 비누에 포함된 계면활성제는 피부 방어 기능을 떨어뜨리는 요인으로 작용할 수 있다.^[26]

일반적으로 고분자 단백질은 각질층을 뚫고 들어가기 어렵지만, 차의 시즈쿠 비누 사건에서는 알레르기를 일으키는 가수분해 밀과 계면활성제인 비누에 동시에 노출되면서 각질층 아래로 침투하여 알레르기를 유발한 것으로 보인다.^[26]

피부를 통한 섭취로 인한 알레르기 발생을 막기 위해서는 피부를 건강한 상태로 유지하는 것이 중요하다.^[27] 이미 알레르기가 발생한 환자라도 습진을 관리함으로써 알레르기 증상을 완화할 수 있다.^[27]

6. 4. 아토피 피부염

아토피 피부염은 이전에는 알레르기라고 생각했지만, 세라마이드 감소로 인해 피부 장벽 기능에 이상이 생기는 질환으로 생각되어 보습제 사용이 중요하다고 인식되게 되었다.^[16] 리놀레산은 피부 장벽 기능을 형성하고 복구하지만, 올레산이 증가하면 각질층의 지질 구조를 교란하여 장벽 구조를 악화시킬 수 있다.^[14] 올레산은 피부 장벽 기능을 파괴하고 연속적으로 피부에 바름으로써 피부염을 일으키며, 올레산이 많은 쪽이 피부 투과성을 증가시키므로 피부 투과성이 큰 순서대로 올리브유, 야자유, 포도씨 오일, 아보카도 오일이 되었다.^[13]

7. 미용

미용을 위해 얼굴 피부의 과도한 각질을 제거하면 촉촉한 피부를 가꿀 수 있다고 알려져 있으며, 이를 위한 각질 케어 화장품이 많이 판매되고 있다. 팔꿈치, 무릎, 발뒤꿈치 등 특정 부위의 각질 케어 상품 또한 다양하게 출시되어 있다.^[17]

참조

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