KISTI의 과학향기

방금 세수를 했건만 욕실에서 나오는 순간부터 얼굴이 당겨온다. 아침이면 건조해진 피부 탓에 얼굴이 푸석푸석, 화장은 가면처럼 붕 떠 있다. 겨울은 평소 피부 고민이 없던 사람에게까지 고민을 안겨준다. 칼바람에 따뜻하고 건조한 실내 환경까지 어느 것 하나 피부가 수분을 유지하는 데 도움을 주지 않는다.

피부가 건조하다고 느끼는 이유는 피부의 각질층이 수분을 빼앗겼기 때문이다. 보통 정상적인 각질층은 30% 정도의 수분 함유율을 보이는데 10% 이하로 떨어지면 건조하다는 느낌을 받는다. 각질층에서 수분을 머금고 있는 것은 천연보습인자인 아미노산과 요소, 젖산, 피로리돈카르본산 등이다. 이들은 수용성 저분자로 피부 속에 존재하는 수분과 수용성 분자를 끌어당긴다.

각질층은 약 10~20㎛ 두께의 얇은 막상 물질이다. 각질층은 각질세포와 지질이 벽돌담 구조를 이루며 천연보습인자가 각질층 밖으로 빠져나가지 않도록 잡아준다. 동시에 자극물질이나 미생물 등 외부의 유해물질을 막아주는 피부 장벽의 역할을 한다.

하지만 겨울철의 매서운 바람은 피부장벽을 무너뜨리고 수분을 뺏는다. 피부과학 저널 ‘피부 조사와 과학’에 실린 연구결과에 따르면 바람의 세기와 상관없이 바람을 맞는 것만으로도 피부의 온도가 감소하고 각질층의 수분이 증발하는 것으로 나타났다. 겨울철의 고온 건조한 실내 환경도 피부를 건조하게 하는 원인이다.

또한 건조한 피부는 피부를 더욱 건조하게 만드는 악순환을 낳는다. 수분이 줄어들면 지질과 자연보습인자를 만드는 효소가 활성화 되지 않기 때문이다. 지질이 부족해진 피부장벽은 자연히 무너지고 자연보습인자도 줄어들어 각질층이 더욱 건조해진다.

문제는 여기서 끝나지 않는다. 피부가 건조해지면 각질층은 두꺼워진다. 각질세포층은 매일 단백질분해효소에 의해 분해돼 하루에 약 40mg씩 우리 피부에서 떨어져 나간다. 단백질 분해효소는 충분한 수분이 있어야 활성화된다. 따라서 피부가 건조해지면 분해효소가 제 역할을 못하면서 각질층을 이루는 단백질간의 결합력이 커져 각질세포가 두껍게 쌓이는 것이다. 두꺼운 각질은 피부색도 어둡고 칙칙하게 만든다. 피부의 투명도는 외부에서 들어온 빛이 산란되고 확산되는 정도에 따라 결정되는데, 각질층이 두꺼울수록 빛의 산란을 막기 때문이다.

이럴 때 찾는 게 수분 제품이다. 제품의 형태도 다양하다. 크림, 마스크 팩, 스프레이에 이어 이제 마시는 수분 음료까지 선을 보였다. 이들은 과연 어떤 원리로 우리 피부에 수분을 공급하는 것일까.

수분제품은 피부에 수분을 공급하면서 차가운 바람과 뜨겁고 건조한 환경에 손상된 피부 장벽을 회복시키는 성분으로 이뤄져 있다. 대표적인 성분으로 ‘세라마이드’가 있다. 세라마이드는 각질세포를 메우는 지질성분의 50%를 차지하고 있어 손상된 피부 장벽을 복구하는데 가장 큰 역할을 한다.

피부장벽을 이루는 지질성분인 콜레스테롤과 자유지방산도 피부 장벽의 회복을 돕는다. 특히 자유지방산은 피부의 pH를 약산성으로 유지하는 역할을 한다. 각질층에 세라마이드를 공급하는데 관여하는 효소(베타-글루코세레브로 시다아제)가 약산성에서 활동이 증가하기 때문이다.

각질층을 투과해 표피 안쪽으로 수분을 공급하기도 한다. 대표적인 성분으로 천연보습인자인 아미노산과 젖산, 요소가 있다. 이들은 수용성 저분자로 세포 사이사이에 들어가 피부를 탄력있게 해준다. 보습인자들의 이동통로에는 세포들의 물질교환을 돕는 단백질이 있는데, 이들의 발현을 증가시켜 피부 곳곳에 수분을 원활히 전달할 수 있도록 돕는 역할도 한다. 부가적으로 각질이 두껍게 쌓이지 않도록 피부각질 분해능력이 좋은 글리콜산 같은 성분을 쓰기도 한다.

수분 제품은 마스크 팩, 미스트 등 제형도 다양한데 각각 기능이 조금씩 다르다. 마스크 팩은 코튼 등 시트에 점성이 있는 유액을 농축한 형태다. 성분의 농도가 높기 때문에 빠르게 피부로 흡수되지는 않지만 농도 차가 커 자연스럽게 피부 깊숙한 곳까지 성분이 확산된다.

미스트는 그 반대다. 각질층에 보습효과를 준다. 크림처럼 손으로 펴 발라 흡수를 돕는 제형이 아닌데다가 뿌리는 즉시 피부에 흡수돼야 하기 때문에 수분 제품 중 입자의 크기가 가장 작다. 미스트를 뿌린 뒤 오히려 더 건조해졌다는 느낌을 받기도 하는데 이는 미스트 입자 중 일부가 증발하는 느낌으로, 피부 자체의 수분함량은 늘어난다.

혈관이 없는 표피층은 진피층으로부터 영양분을 받는다. 따라서 촉촉한 피부를 유지하기 위해서는 진피층부터 촉촉해야 한다. 진피층은 콜라겐(교원섬유)과 엘라스틴(탄성섬유)이 서로 얽혀있고 그 사이를 글리코사미노글리칸(GAG)가 채우고 있다.

GAG는 피부 전반에 수분을 공급하기 때문에 GAG가 줄면 피부 전체가 건조해진다. 또 콜라겐과 엘라스틴 사이사이에 들어가 세포의 구조를 팽팽하게 유지해 피부표면을 주름 없이 매끄럽게 유지시키는 역할을 한다. GAG는 피부를 구성하는 탄수화물 성분으로, 우리에게 잘 알려진 히알루론산도 포함돼 있다. 때문에 히알루론산은 수분 제품에도 사용되고 있다.

히알루론산은 미용음료의 성분으로도 들어가고 있다. 이 음료는 보통 음료와 같이 소화와 흡수 등 대사과정을 거친 뒤 혈액을 통해 피부에 공급된다. 하지만 대개 수분기가 많은 성분은 소화과정에서 가수분해 되기 때문에 그 효과에 한계가 있다.

글 : 이화영 과학칼럼니스트