표피(Epidermis)의 구조 총 정리

피부의 표피(Epidermis)

상피조직(중층편평상피)의 일부로서 피부의 가장 바깥 부분을 덮는 다층성의 피막으로 5개의 세포층으로 되어있다. 표피세포의 90%는 각질 형성 세포(Keratinocyte)이며, 이 각질 형성 세포가 분열 및 분화 과정을 걸쳐 최종적으로 각질세포(Corneocyte)가 되어 탈락하는 것을 각화(Keratinizaion) 과정이라고 한다. 각화 주기는 약 28일로서, 피부 부위에 따라 차이가 있지만 기저층으로부터 끊임없이 새로운 세포가 올라오고 각질층에 도달하여 떨어져 나간다. 노화된 피부일수록 각질이 떨어지는데 많은 시간이 걸리기 때문에 각질층이 두꺼워지고 잔주름과 피부 거침의 원인이 된다. 각화 과정에서 각층의 분화된 세포는 모두 각질을 형성하는 과정에 있는 세포 들이으모 통틀어 각질 형성 세포라고 한다.

 

 

표피의 5가지 층

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1. 기저층

입방형 혹은 원추형의 유핵세포로 표피의 가장 아래에 위치한 단일세포층이다. 기저막을 경계로 진피와 붙어있으며 진피의 모세혈관으로부터 산소와 영양분을 공급받는다. 각질형성세포(Keratinocyte), 멜라닌 형성 세포(Melanocyte), 머켈 세포(Merkel cell)가 존재한다.

 

1) 각질형성세포(Keratinocyte) 

기저층의 각질형성세포는 기저층에 있어 기저세포로 불리며 끊임없이 세포분열을 하고 분열된 딸세포는 상부로 향해 밀려 올라간다. 기저세포가 손상되면 표피가 재생되지 않기 때문에 흉터가 생긴다. 여드름을 잘 못 관리했을 때 흉터가 생기는 이유도 기저세포층이 손상되기 때문이다. (기저세포는 멜라닌 형성 세포 대비 4~10배 많음)

 

2) 멜라닌형성세포(Melanocyte)

표피세포 전체의 약 5%를 차지한다. 기저세포 사이사이에 위치하였으며 멜라닌을 생성하고 특수한 세포 소기관인 멜라닌 소체(Melanosome) 형태로 포장한 뒤 가까이 위치한 각질세포로 전달한다. 멜라닌 기능 중 가장 잘 알려진 것은 자외선으로부터 피부를 보호하는 것이다. 표피에 존재하는 멜라닌 형성 세포는 인종에 관계없이 일정하며 즉 피부색을 결정하는 것은 멜라닌 형성 세포가 아닌 멜라닌의 양 및 멜라노좀의 양, 농도 등의 차이로 색이 결정되는 것이다. 

 

3) 머켈 세포(Merkel cell)

피부의 표피층에 위치하는 납작한 형태의 비 신경성 상피세포로써, 손가락 끝이나 입술, 얼굴 부위 등에 높은 밀도로 존재한다. 피부 표면에서 서 전달되는 질감, 압력 등의 감각을 감지하여 뇌로 전달한다.

 

2. 유극층

5~10층으로 표피에서 가장 두꺼운 층이며 다각형 모양의 유핵으로 구성되어 있다. 세포 내 단백질 합성 등의 세포분화가 활발하게 일어난다. 세포와 세포 사이의 유착에 관계하는 *교소체(Desmosome)가 풍부하게 연결되어 있으며 이 모습이 마치 가시 모양과 같아 가시층이라고도 부른다. 세포 소기관 중 하나인 층판소체(Lamellar granule)가 유극층 상부에서 최초로 관찰된다. 면역기능을 담당하는 랑게르한스세포(Langerhans cell)가 존재한다. 세포 사이에는 조직액인 림프액이 있어 각 세포에 산소와 영양을 공급하고 노폐물을 운반한다. 유극 세포 또한 세포핵이 존재하기 때문에 세포분열이 가능하지만 활발하지 않다. 하지만 표피가 손상될 경우 이를 복구하기 위해 세포분열이 일시적으로 일어난다.

 

* 교소체(Desmosome)란?

세포 내 접합 복합체로 강한 접착력을 제공하며, 세포 접착 단백질을 세포 골격 섬유에 부착시킨다. 외부의 힘이 필요한 조직인 표피나 심장 금육에 많이 분포되어 있다.

 

1) 랑게르한스세포(Langerhans cell) 

면역의 역할을 하는 수지상세포로 약 5%를 차지하며 표피 외부에서 세균이나 바이러스 등의 항원이 침입하게 되면 T림프구에 항원을 전달한다. 세포 수는 부위에 따라 다르며 노화가 진행됨에 따라 세포 수도 감소한다. 피부 외에도 구강, 림프절, 피지선, 한선 등에도 존재한다.

 

3. 과립층

3~5층의 방추형 세포로 구성되어 있고 케라틴필라멘트(Keratin filament)의 다발이 세포질을 채우기 시작한다. 과립층 상부는 세포가 모세혈관으로부터 산소와 영양분을 공급받지 못해 점차 퇴화가 시작된다. 무핵 세포와 유핵세포가 공존하며 수분이 감소되고 세포의 각질화가 본격적으로 시작된다. 과립층의 각질 형성 세포 내에는 두 가지 형태의 과립(granule)이 존재하는데 첫 번째로는 단백질 과립인 각질유리과립(Keratohyalin granule)과 지질 과립인 층판소체(Lamellar granule)이다. 물과 외부로부터의 이물질을 침입을 막는 방어막(Barrier Zone) 역할을 하고 또 내부로부터 수분의 증발을 저지해준다.

 

1) 케라토히알린 과립(각질유리과립 / Keratohyalin granule)

케라토히알린과립은 프로필라그린(Profilaggrin), 로리크린(Loricrin), 인볼루크린(Involucrin)등의 단백질로 구성된 세포 소기관이다. 프로필라그린은 필라그린의 전구체로서 분자량이 큰 단백질이며 각질형성세포의 최종분화과정에서 각질층의 유지에 핵심적인 역할을 하는 필라그린으로 변한다. 로리크린과 인볼루크린은 각질세포 단백질외막을 구성하는 핵심 요소이다.

 

2) 층판소체(Lamellar granule, Lamellar body, LB)

층판소체는 골지체(Golgi complex)에서 형성된 분비성 세포소기관으로 여러 지질과 효소를 포함하고 있다. 층판소체의 막은 과립층과 각질층의 경계에서 세포 외 유출 작용을 통해 세포막과 융합하여 각질세포 지질외막을 구성하고 층판소체의 내용물은 세포의 밖으로 배출되어 최종적으로 세포를 둘러싸는 세포간지질이 된다.

 

3) 수분저지막(수분증발저지막, 레인방어막, Barrier zone, Rein membrane)

외부로부터 이물질의 침입을 막고 피부 내부로의 수분손실을 막아주는 역할을 하며 해당 영역을 기준으로 윗부분은 약산성을 띠며 10~20% 정도의 수분을 함유하고, 아랫부분은 약알칼리성을 띠며 70~80% 정도의 수분량을 함유한다.

 

4. 투명층

투명층은 2~3층의 색깔이 없고 핵이 없는 상피세포로 구성되어 있으며 손바닥, 발바닥과 같이 각질이 두꺼운 피부와 입술에 존재한다. 투명층에는 엘레이딘(Eleidin)이라는 반유동성 단백질이 함유되어 있는데 이 물질은 소수성을 띄기 때문에 수분 침투를 막아주고 또한 빛을 굴절시켜 차단한다.

 

5. 각질층

각질층은 각질형성세포의 최종 분화 단계이자 각질의 탈락이 이루어지는 최외각층으로, 20~25개의 층으로 이루어져있다. 크게 분류하면 각질세포(Corneocyte)와 세포간 지질(Intercellular lipids)이 벽돌과 회반죽처럼 단단한 장벽을 형성하고 있다. 각질세포와 세포간 지질의 주성분은 케라틴 단백질 55%, 천연보습인자 34%, 지질 11%로 구성되어있다.

 

1) 각질의 탈락

각질층은 표피가 분화되면서 세포 간격이 점점 증가하는데 과립층에서는 세포 간격이 약 1%를 차지하는데 반해 각질층에서는 30%까지 커지게 되면서 탈락하게 된다. 먼저 상부로 올라갈수록 세포간 지질의 성분들이 점차 많아지고, 교소체에 의한 결합력이 약해지며 교소체의 숫자 또한 적어진다. 또 다양한 단백질 분해효소로 인해서 단백질분해과정을 겪는다. 

 

2) 세포간 지질(Intercellular lipids)

세포간지질은 세라마이드, 콜레스테롤, 유리지방산으로 이루어져있고 이러한 물질들이 적절한 비율을 유지하여 lamella structure을 형성하여 피부보호의 핵심적인 역할을 한다. 세라마이드 40~50%, 유리지방산 20~30%, 콜레스테롤 15~20%, 기타물질로 이루어져있다. 세라마이드는 가장 많은 비율을 차지하고 있으며, 세라마이드는 피부를 외부의 유해 환경 및 오염으로부터 보호하고 피부에 보호막을 형성하여 수분이 증발하는 것을 감소시키며 피부의 수분 흡수력을 증가시킨다. 콜레스테롤은 각질층의 세포간지질을 구성하는 주요 성분중 하나로 유기용매에 용해되는 스테로이드계열의 유기물질이다. 또한 인체에 필수적인 구조 성분으로 스테로이드 호르몬, 담즙산, 비타민D의 생합성 전구체로서의 역할을 한다. 유리지방산은 1개의 카르복실기를 가지는 탄화수소 사슬의 카복실산으로 혈중에 존재하는 유리지방산은 세포내로 흡수되어 산화과정을 통해 Acetyl-CoA를 생성하여 에너지원으로 사용된다. 피부의 노화가 진행될수록 피부에 있는 지방산은 급격하게 감소한다.

 

3) 천연보습인자(Natural Moisturising Factor) 

각질층에 존재하는 수용성 성분들을 총칭하여 천연보습인자라 한다. 아미노산(amino acid) 40%, 무기염 18.5%, 피롤리돈 카르복시산(Pyrrolidone Carboxylic Acid, PCA) 12%, 젖산염 12%, 요소 7%, 염소 6%, 나트륨 5% 등으로 이루어져 있다. 각질층의 적당한 수분함량은 10~20%이며 10% 이하는 피부가 거칠어지고 건조해진다. 천연보습인자의 주성분인 아미노산은 물과 잘 결합하므로 수분을 잘 머금을 수 있다. 천연보습인자에 존재하는 아미노산들은 '필라그린'이라는 단백질이 분해되어 만들어진 것이다.

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피지막

피부 표면을 덮고 있는 얇은 막으로 천연보호막, 산성막 등으로 구성되어 있다. 피지선에서 나온 피지(Sebum)와 한선에서 나온 땀(Sweat) 등으로 구성되어있으며 피부 표면을 항상 약산성 상태로 유지하여 박테리아 등의 세균으로부터 피부를 보호한다. 또한 각질세포의 탈락에 관여하는 단백질 분해효소 또한 pH에 의해 활성이 조절되기 때문에 전체적인 피부 장벽의 항상성 유지에 중요한 역할을 한다. 일반적인 상태에서는 유중수형(W/O) 유화상태이나, 체온이 올라가 땀의 분비량이 많아지만 수중유형(O/W) 상태로 전환하여 피부 표면의 수분조절에 기여하게 된다.

 

 

* 일타클래스 교육그룹

한 권으로 끝내는 맞춤형화장품조제관리사 명품기본이론서 내용참고