피부의 수분과 보습

 

피부는 생체의 보호 작용과 지각, 배설, 분비, 체온 조절 등의 많은 기능을 가지고 있습니다. 그리고 피부 구조는 표피, 진피, 피하조직으로 이루어져 있습니다 피부 두께는 연령, 성별, 영양 상태, 개인차, 신체 부위별로도 다르고 특히 얼굴 피부에서는 진피와 표정 근육이 잘 받달 되어 있습니다.

 

인체의 약 65~70%는 수분으로 이루어져 있습니다. 수분은 인체에 필요한 각종 생리활성 물질을 운반하는 작용을 하며 피부가 부드럽고 촉촉한 상태를 유지 할 수 있도록 해줍니다. 표피의 각질층은 10~20%의 수분을 함유하고 있어 수분이 증발되는 것을 억제해주면 이뿐만 아니라 외부에서 과잉의 수분이 침투하는 것을 막아주는 역할을 합니다. 

 

예를 들어 폴리에스테르 섬유는 약 0.4%이고 무명은 8.5%의 수분을 함유하고 있는 것에 비해 각질층은 많은 양의 수분을 함유하고 있을 뿐만 아니라 수분을 날아가지 못하도록 하는 독특한 힘을 가지고 있습니다. 이는 마치 물을 머금고 있는 스펀지에 물이 통과되지 않는 랩이 감싸진 것과 같은 구조로 상상해볼 수 있습니다. 각질층의 표면에는 얇은 기름막이 있어 수분의 증발을 막아주기 때문이지요. 이것을 천연 보호막이라고 합니다.

 

나이가 들고 자외선, 바람, 온도 및 습도 등의 환경 조건 변화로 각질층 수분이 10% 이하로 떨어지면 건조한 피부(dry skin)이 되기 쉬우며, 건조한 피부가 되면 피부는 탄력을 잃고 여러 형태의 피부 문제점(트러블)이 생기게 됩니다.

*건성피부(dry skin) : 피부결은 비교적 고운 편이지만 피지나 수분의 분비가 적으므로 피부가 거칠어지기도 하고 세안 후 아무것도 바르지 않으면 피부가 몹시 당깁니다. 건성 피부는 수분과 피지의 분비가 적어 피부 표면이 건조하고 윤기가 없으며 주로 U-zone 부위에 잘 생깁니다. 따라서 건성피부는 특히 세안에 유의하여 피지와 수분을 지나치게 빼앗기지 않도록 해야 하며, 보습효과가 큰 제품을 발라 피부 표면에 수분을 공급해야 합니다. 

 

<천연 보호막>

천연 보호막이란 피부 표면을 덮고 있는 얇은 막으로 피지선에서 나온 피지와 한선에서 나온 땀으로 구성되어 있으며 천연 피지막이라고도 합니다. 천연 보호막은 보통 상태에서 기름 속에 수분이 일부 섞인 W/O형 유화 상태이나, 땀을 흘리면 그 땀이 빨리 증발하게 되어 체온을 일정하게 유지하기 위해 O/W형 유화 상태로 됩니다.

결국 피부 표면의 성상에 크게 영향을 미치는 피지막은 O/W형과 W/O형 사이에서 가역적인 전환을 하고 있는 것으로 볼 수 있습니다. 이런 천연 보호막의 역할은 화장품이 추구하는 목표와 동일합니다.

 

<각질층의 보습>

1) 천연 보습인자(NMF)

Natural Moisturizing factor, NMF는 각질층에 존재하는 수용성 성분들을 총칭하며, 천연 보습인자라고 부릅니다. 각질층이 유연성을 나타내는 것은 NMF의 작용 때문이며, 이에 따라 적절한 수분을 유지할 수 있습니다. 천연 보습인자는 표피 각질층의 보습 기능을 위해 표피의 각질 형성 세포에서 생합성 되어 각질층으로 분리 됩니다. NMF 중에서 가장 많이 차지하는 것은 아미노산이고, 다음으로 무기염이 18.5%, 피롤리돈 카르본산과 젖산염이 각각 12%씩 차지하고 있습니다.

표피 중의 피롤리돈 카르본산은 97%가 각질층에 존재하여 각질층의 보습에 중요한 역할을 하고 있습니다. 이는 흡습성이 없지만 피부의 pH5~6에서는 피롤리돈카볼산염 형태가 되면서 글리세린에 비해 2배 정도의 보습효과를 나타냅니다. 만약 아미노산과 피롤리돈 카르본산을 동시에 사용하면 상호작용에 의해 탁월한 보습효과를 나타낸다는 보고도 있었습니다.

 

2) 세포 간지질

Intercellular lipid라고 하는데, 각질층에는 피지와 별도로 각질층 자체에서 생긴 지질을 세포 간 지질이라고 부릅니다. 이것은 세포와 세포 사이에 존재하며 각질 세포 사이에 있는 물 분자와 수소결합을 형성하고 층상의 라멜라(Lamella) 구조를 이룸으로써 수분을 적절히 유지시킵니다. 세포 간지질의 주요 성분은 세라마이드, 콜레스테롤, 지방산입니다. 보습 메커니즘을 잘 이해하고 만든 보습제품들은 세라마이드, 콜레스테롤, 지방산을 피부에서의 구성비율과 유사하게 배합합니다. 

한창 세라마이드 성분을 보습제품이 유행처럼 출시가 되었는데, 그래서 대중적으로 이 성분에 대한 이해도가 높아지기도 하였습니다.

 

3) 진피층의 보습

피부를 탄력 있게 유지시키기 위해서는 진피의 결합 섬유가 건강하게 각질층을 잘 뒷받침해주어야 하며, 진피의 수분량이 풍부하게 보존되어야 가능합니다. 진피의 보습에는 무코-다당류(Muco-polysaccharide)가 작용하며, 디표적인 것으로 히알루론산염이 있습니다. 히알루론산염은 자기 무게의 100~1,000배의 수분을 흡수할 수 있으며 보습력이 매우 뛰어납니다. 따라서 많은 화장품에서 촉촉, 수분 폭탄 이런 컨셉일때 히알루론산을 주성분으로 사용하고 있습니다. 

다시 내용으로 돌아와서, 이와 같이 무코 다당류와 같은 생체 고분자에 흡착된 수분은 보통 물과는 달리 수소결합에 의해 붙잡혀 있어 고온에서 쉽게 증발되지 않고 저온에서도 잘 얼지 않는 특별한 성질을 나타내게 되는데, 이러한 물을 결합수(bound water)라고 부릅니다. 즉 진피의 히알루론산염은 결합수를 만들어냄으로써 높은 보습효과를 나타낼 수 있는 것입니다.