서론

피부 노화는 피부뿐만 아니라 피하지방, 근육의 복잡한 구조적이고 양적인 변화를 수반하는 다인자적인 과정이다. 얼굴의 처짐(sagging)은 단지 중력뿐만 아니라 지방 조직의 감소와 재배치에 기인하며, 피하지방의 볼륨 감소는 얼굴 노화의 미용적인 측면에 중요한 역할을 담당한다. 얼굴의 피하지방은 뚜렷한 구획(compartment)으로 이루어진 복잡한 네트워크이며, 얼굴 노화는 얕게 또는 깊이 위치하는 지방 구획의 부피 감소와 이에 따른 이동과 연관되어 있다(1). 본 원고에서는 최근에 밝혀진 피부 노화와 관련된 피하지방의 변화와 그 기전, 지방의 변화가 진피 피부 노화에 미치는 영향을 소개하고자 한다.

피부 노화와 지방

피부 노화는 내인성 노화(intrinsic skin aging)와, 대표적으로 자외선에 의한 외인성 노화(extrinsic skin aging)로 구분되며, 전체적인 지방량은 중년~장년(40-70세)에 최고치에 도달하며 그 후에 급격하게 감소하게 된다(2). 지방 조직의 양은 지방 세포의 개수(adipogenesis)와 지방 세포의 크기(lipogenesis)의 변화를 통하여 조절된다. 지방은 피하지방과 내장지방으로 구분되며 피하지방은 전체 지방의 약 85%를 차지한다. 일반적으로 내인성 노화에 따라 피하지방이 지속적으로 감소되고 내장지방이 축적되며(3, 4), 내장지방 축적은 인슐린 저항성, 동맥경화 등의 대사질환과 연관되어 있으며 피하지방은 이에 대한 보호 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 자외선에 의한 피부의 투과는 파장에 반비례하며, 팔에 햇빛을 받으면 290 nm 파장은 20 μm, 320 nm 파장은 60 μm 정도 투과하게 되어 자외선이 피하 지방까지 직접적으로 도달하는 것은 어려워 자외선에 의한 외인성 노화가 피하지방을 변화시키기는 어려운 것으로 간주되었다(5).

그러나 최근 일련의 연구에 따라 자외선이 피하지방의 대사를 유의하게 조절할 수 있음이 증명되었다. 이는 만성적으로 햇빛에 노출된 사람 피부뿐만 아니라 햇빛에 노출되지 않은 피부에서 급성 자외선 조사 후에도 관찰된다. 본 연구진은 노인 자원자에서 자외선에 만성적으로 노출된 팔 피부에서 노출되지 않은 엉덩이 피부에 비하여 중성지방(triglyceride)과 자유지방산(free fatty acid)이 감소함을 보였다. 이러한 차이는 젊은 대상자에서는 나타나지 않았으며, 이러한 변화는 부위에 따른 차이가 아니라 햇빛 노출에 의한 차이임을 보였다. 또한 만성과 급성 자외선 노출은 지방 분해의 증가보다 지방 합성 효소인 acetyl CoA carboxylase, fatty acid synthase, stearoyl CoA desaturase의 감소, 중요한 지방생성 전사인자인 sterol regulatory element binding protein-1 (SREBP-1), CCAAT/enhancer-binding protein-α (C/EBPα), peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPARγ)를 감소시켰으며, 추가적인 연구를 통하여 자외선 노출 시에 표피와 진피에서 생성되는 IL-6, IL-8, monocyte chemoattractant protein (MCP)-3, placenta growth factor (PlGF)와 같은 가용성 인자들이 확산되어 피하지방 대사에 영향을 미치는 것으로 규명되었다.(그림-1) 또한 Li 등은 햇빛 조사에 의하여 생성된 IL-1α, IL-6, IL-11, TNF-α와 같은 염증성 사이토카인이 preadipocytes를 mature adipocytes로 분화되는 것을 저해함을 보였으며, 이러한 연구를 종합할 때 자외선 조사후 다양한 사이토카인이 외인성 노화에서 피하지방의 소실에 관여함을 시사한다.

최근 피부노화에 따라 피하지방에서 나오는 가장 풍부한 아디포카인(adipokine)인 아디포넥틴(adiponectin)과 렙틴(leptin)의 변화가 규명되었다(6). 렙틴은 지방량/체질량계수 (body mass index)와 관련이 있는 것으로 알려져 있으며, 아디포넥틴은 인슐린 민감화와 항염증을 매개하는 아디포카인으로 알려져 있다. 내인성 노화에 따른 지방량의 감소에 따라 아디포넥틴과 렙틴이 감소하는 것으로 알려져 있었으나, 광노화에서의 두 아디포카인의 역할은 알려져 있지 않았다. 이전의 연구에 의하여 무모생쥐(hairless mouse)에 자외선 1회 조사(1.6 J/cm2)시에 24시간 내에 혈액 내 그리고 난소 옆 지방 조직의 아디포넥틴이 감소함이 밝혀졌다(7). 본 연구진은 광노화에 따라, 즉 만성적인 자외선 노출 부위인 팔 부위의 피하지방에서 엉덩이 부위에 비하여 아디포넥틴과 렙틴의 양이 유의하게 감소함을 규명하였다(7). 또한 급성 자외선 조사 부위에서도 두 아디포카인의 발현과, 피하지방과 진피에서의 각각의 수용체 발현이 유의하게 감소하였다.(그림-2) 아디포넥틴, 렙틴과 수용체를 저해할 경우 피부노화에서 나타나듯이 matrix metalloproteinase (MMP)-1이 증가하고 1형 프로콜라겐이 감소되었으며, 반대로 외부에서 투여한 아디포넥틴과 렙틴이 진피 섬유아세포에서 자외선에 의해 유발되는 MMP-1의 증가와 1형 프로콜라겐 감소를 회복시켰다. 이는 자외선에 의하여 감소하는 피하지방의 아디포카인이 피부노화에서의 세포외기질 변화를 악화시킬 수 있음을 의미한다.

맺음말

이와 같이 과거 단순히 에너지 저장소로 간주되던 피하지방이 피부노화에 따라 역동적으로 변화하고, 아디포카인을 매개로 진피의 세포외기질과 상호작용함은 피부노화의 통합적인 이해에는 물론, 피하지방의 볼륨 회복을 타깃으로 하는 항노화 전략에 있어 중요한 시사점을 갖는다. 나아가 노화에 따른 피하지방과 내장지방의 변화와 다양한 대사 질환의 관련성을 이해하고 이를 제어하기 위한 추후 연구가 필요하다.

참고문헌

• 1. Sadick N S, Dorizas A S, Krueger N, et al. The Facial Adipose System: Its Role in Facial Aging and Approaches to Volume Restoration. Dermatol Surg 2015: 41 Suppl 1: S333-339.
• 2. Cartwright M J, Tchkonia T, Kirkland J L. Aging in adipocytes: potential impact of inherent, depot-specific mechanisms. Exp Gerontol 2007: 42: 463-471.
• 3. Krutmann J, Morita A, Chung J H. Sun exposure: what molecular photodermatology tells us about its good and bad sides. J Invest Dermatol 2012: 132: 976-984.
• 4. Sbarbati A, Accorsi D, Benati D, et al. Subcutaneous adipose tissue classification. Eur J Histochem 2010: 54: e48.
• 5. Kruglikov I L, Scherer P E. Skin aging: are adipocytes the next target? Aging (Albany NY) 2016: 8: 1457-1469.
• 6. Kim E J, Kim Y K, Kim M K, et al. UV-induced inhibition of adipokine production in subcutaneous fat aggravates dermal matrix degradation in human skin. Sci Rep 2016: 6: 25616.
• 7. Matsui S, Yamane T, Kobayashi-Hattori K, et al. Ultraviolet B irradiation reduces the expression of adiponectin in ovarial adipose tissues through endocrine actions of calcitonin gene-related peptide-induced serum amyloid A. PLoS One 2014: 9: e98040.