Homo Surplus

     지난 포스팅 #1. 피부노화(Skin Aging) - 1. 피부의 구조와 기능 & 주름살 왜 생기는가?

지난 포스팅 #1. 피부노화(Skin Aging) - 2. 자외선 차단제, 알고 바르자 -1부-

안녕하세요. 야생형(wildtype)입니다.

오늘은 지난번에 마무리 짓지 못하였던, 자외선 차단제에 대한 2부를 마무리 하도록 하겠습니다.

아참! 그리고 이 글을 보시는 여러분! 저희 멤버들이 트위터 계정을 하나씩 가지고 있답니다.

공식 계정은 @chatterbox_gays 이고, 제 계정은 @wild_type_x 입니다.

      5. 자외선 차단제를 둘러싼 오해

혹시 이런 이야기 들어보신 적 있으신가요? 나노 기술이 발전하면서 최근 몇 년간 많이 들려오는 이야기 인데요, “나노 사이즈로 만든 원료가 피부를 침투하여 몸 속으로 들어갈 수 있다.”라는 내용의 이야기요. 저도 몇 번 들어본 이야기 인데요. 이번에는 이 이야기를 둘러싼 진실에 대해서 이야기 해보고자 합니다.

나노(nano)란 10억분의 1미터 수준의 크기를 나타내는 단위입니다. 사실 단위로 들어서는 저도 어느 정도 크기일지 상상이 안가요. 일반적으로 모공의 크기가 0.02~0.05mm라고 하네요. 즉 20~50um(마이크로미터)크기이고, 이를 다시 나노로 환산하면 20,000~50,000nm(나노미터)가 되겠습니다. 나노 입자(nano particle)이란 정의상 100nm보다 작은 크기의 입자를 말하는데, 최근의 자외선 차단제에는 나노 입자 크기의 이산화티타늄(TiO2)과 산화아연(ZnO)을 많이 사용하고 있다고 합니다. 즉, 모공보다 최소 200배이상 작은 물질이라고 할 수 있겠네요. 그런데 위에서도 언급했듯이, 어떤 연구들에서는 이러한 나노 입자가 인체에 악영향을 줄 수도 있다라는 연구들이 발표된 바 있어요.

다음은 나노 크기의 물질들이 세포독성을 유발할 수 있다는 내용의 연구들 입니다.

http://www.etnews.com/news/nationland/2514200_1495.html

http://www.fnnews.com/view?ra=Sent0901m_View&corp=fnnews&arcid=00000922039004&cDateYear=2010&cDateMonth=07&cDateDay=12

비단 이러한 내용이 아니더라도, 여러 매체를 통해서 나노 입자의 위험성을 한두번쯤은 접했을 것이라고 생각합니다. 이러한 나노 입자에 대한 연구들은 신체내로 흡입된 나노 입자들에 의한 영향을 연구한 것이기는 하지만, 어쨌든 나노 입자가 독성이 있을 수 있다는 사실은 피부에 바른 나노 크기의 원료가 피부를 침투하고, 혈관을 따라 온몸으로 퍼질 수 있지 않겠느냐는 우려를 불러일으켰습니다.

자외선 차단제는 1부(클릭)에서 언급했던 무기물 성분들의 나노 입자를 사용하고 있습니다. 이산화티타늄(TiO2)의 경우 60~120nm 크기에서 가장 효과적으로 자외선을 차단한다고 알려져 있으며, 산화아연(ZnO)의 경우 30~200nm 크기의 입자가 일반적으로 사용된다고 합니다. 그리고 이들 성분들은 물에는 녹지 않는다는 특징을 가지고 있습니다.

1) 정말로 나노입자가 피부를 침투하여 전신으로 흡수될 수 있는가?

1부에서 잠깐 언급했지만, 피부를 해부학적으로 여러 개의 층으로 나눌 수 있습니다. 그리고 표피(epidermis)의 가장 바깥층인 각질층(stratum corneum)은 신체의 보호막으로써 작용한다고 언급한 바 있습니다.

많은 연구들에서 피부에 여러 물질을 도포하였을 때, 물질들이 피부로 얼마나 잘 흡수되는 지에 대한 연구를 수행하였는데요, 그 결과를 볼 때 실험동물로써 어떤 동물을 사용하였는지 파악하는 것이 매우 중요합니다. 종이 다르면 여러 가지 생물학적 특성 역시 다르기 마련이죠. 피부의 경우도 그렇습니다. 토끼>쥐>돼지>원숭이>사람 의 순서로 피부 침투력이 증가한다고 해요.(5) 즉, 사람의 피부가 외부 물질의 흡수에 가장 저항성이 있다는 거겠죠? 때문에, 사람 이외의 동물을 대상으로 한 실험을 바탕으로 섣불리 사람에서도 그럴것이다 라고 단정 내려서는 안됩니다.

다행스럽게도 현재 우리는 사람을 대상으로 한 많은 데이터를 가지고 있고, 이를 통해 어느 정도 결론을 내릴 수 있습니다.

결론부터 말씀 드리면, 많은 연구들(6,7)에서 나노 입자 크기의 이산화티타늄이나 산화아연은 사람의 피부를 침투하지 못한다고 결론을 내렸습니다. 일부 연구들에서는 피부에 침투하는 것처럼 보이는 결과를 발표한 바 있으나, 현재 이러한 결과들은 피부의 모낭에 들어간 입자들을 잘못 해석한 결과라고 여겨지고 있고, 모낭에 들어간 입자들의 경우 피지와 같은 것들에 의해서 다시 피부 밖으로 배출 된다고 합니다. 정리하면, 현재로써는 자외선 차단제에 포함된 나노 입자 크기의 이산화티타늄이나 산화아연이 피부를 침투하여 혈관을 타고 전신으로 퍼져나갈 수 없다라고 생각되고 있습니다.

     2) 흡수는 안된다는거 알았어요. 그럼 나노 입자들의 독성은요?

이미 여러 가지 물질의 나노 입자들이 세포독성을 일으킨다는 사실은 많은 연구들에서 반복적으로 확인이 된 부분입니다. 하지만, 이러한 연구결과들이 유독 나노 크기의 입자들의 독성이 더 높다는 것을 증명한다고 보기는 어렵습니다. 오히려 Hussain등이 2005년에 발표한 연구에 따르면, 물질의 크기보다는 물질 자체가 가지고 있는 특성이 오히려 독성에 더 영향을 미친다고 합니다. 또한, 최근 나노 물질의 독성을 평가할 때의 가이드 라인은 ‘세포실험(in vitro)를 통한 측정보다는 동물실험(in vivo)를 통한 측이 우선 되어야 한다’라고 결론을 내린 바 있습니다.^[각주:1] 하지만 보통 뉴스로 소개되는 내용들의 경우 세포만 가지고 한 실험들이 많이 있더라고요. 그러한 연구결과를 받아들일 때에는, 세포실험과 동물실험의 결과가 항상 일치하지는 않는다는 것을 염두에 두어야 할 필요가 있을 것 같습니다.

1999년과 2000년도에 이산화티타늄을 기초로 한 자외선 차단제에 대한 광범위한 안전성 조사가 시행된 바 있습니다. 여기에는 마이크로(micro)와 나노(nano)크기의 이산화티타늄이 포함되었습니다. 시험에 사용된 모든 물질들에 대해서 이 연구에서 내린 결론은 (1) 세포독성 없음(non-cytotoxic), (2) 광독성 없음(non-phototoxic), (3) 유전자독성 없음(non-genotoxic), (4) 광유전자독성 없음(non-photogenotoxic) 이었습니다. 후에, 다른 방법으로 재평가가 이뤄졌음에도 마이크로 또는 나노 크기의 이산화티타늄과 산화아연이 어떠한 독성을 보인다는 결과를 얻지는 못하였고, 오히려 이러한 물질들이 UV에 노출에 의한 피부암이나 피부세포의 DNA손상을 막아준다는 결과를 얻을 수 있었습니다.

      3) 정리하면…

지금까지 발표된 많은 연구들은 산화아연이나 이산화티타늄과 같은 물질을 나노입자로 만들어서 자외선차단제로 사용한다고 하여도 이것들이 사람의 피부를 뚫고 들어가서 국소적이거나 또는 전신에 어떠한 부작용을 일으킬 수 있다는 증거는 없는 상태입니다. 오히려, 이러한 물질이 포함된 자외선 차단제를 사용하는 것의 이점이 UV노출로 인한 여러 가지 부작용을 고려했을 때 오히려 ‘가설 수준의 위험부담’을 뛰어 넘을 수 있다고 여겨집니다.

      6. 잠재적인 부작용

비록, 나노 입자 형태로 사용되는 무기물 성분들이 피부에 흡수되어 독성을 나타낸다고 여겨지지는 않지만, 드물게 자외선 차단제에 의해서도 부작용이 발생할 수 있습니다. 가장 흔한 주관적인 증상으로는 따끔거림, 화끈거림과 같은 느낌을 들 수 있습니다. 또한, 자외선 차단제의 성분들로 인해서 알레르기성 접촉성 피부염 (allergic contact dermatitis)이 생겨날 수 있습니다.(9) 가장 큰 원인이 되는 물질들로는 1부에서 살펴본 PABA와 oxybenzone이 있습니다. Avobenzone, sulisobenzone, octinoxate, padimate O에 대해서는 보고된 것이 거의 없다고 하네요. 광선성 피부증(photodermatosis)^[각주:2]이나 습진(eczema)^[각주:3]이 있는 사람들은 주의해야 할 물질들이라고 하니 이러한 성분이 포함된 자외선 차단제를 사용할 경우에는 주의가 필요합니다.

또한 최근 피부에 바르는 타입의 방충제를 사용하는 인구가 점점 늘고 있는데요. 자외선 차단제와 함께 사용할 경우 약간의 주의가 필요합니다. 자외선 차단제에 포함된 유기성분중 일부 물질들은 신체 내로 흡수가 될 수 있는데요^[각주:4], DEET(N,N-diethyl-m-toluamide) 라는 성분이 포함된 방충제와 oxybenzone이 포함된 자외선 차단제를 함께 사용할 경우 두 가지 성분의 신체 흡수가 증가하고, 이로 인해 SPF가 감소할 수 있다는 연구결과가 있어요.(10) 피부를 통한 자외선 차단제 성분들의 일부 흡수가 인체에 어떤 영향을 미칠 수 있는지에 대한 연구는 좀 더 이뤄져야 할 부분입니다. 아직 인체에 어떤 반응을 유발할 지 확실하지 않은 이상, 이 두 가지 제품을 함께 바르는 것은 삼가는 것이 좋겠죠?

첫 번째 글인 ‘피부의 구조와 기능 & 주름살 왜 생기는가’에서 잠깐 언급하였는데요, 피부의 중요한 기능 중 한가지가 비타민D의 합성 입니다. 하지만 비타민D를 피부에서 합성하기 위해서 반드시 필요한 요소가 UVB라는 사실을 알고 계시나요? 추정하기로는 신체에서 필요한 비타민D의 90%정도가 UVB에 의해 피부에서 합성되고 있다고 생각됩니다.(11) 때문에, 규칙적인 자외선 차단제의 사용이 신체가 필요한 비타민D의 합성을 저해하고 따라서 신체가 비타민D 결핍에 이르게 할 것이라는 생각이 대두되었습니다.

비타민D는 신체에서 많은 역할을 하는데요, 신체내의 칼슘 항상성 유지, 뼈의 형성에 중요하며 자가면역질환, 신경질환, 심혈관계질환에서도 중요한 역할을 한다는 사실이 알려졌습니다.(12,13) 또한 비타민D가 부족하면 유방암, 대장암, 전립선암, 악성 흑색종과 같은 여러 가지 암에 걸릴 위험을 증가시킬 수 있다는 연구결과들도 많이 있습니다.(14-16) 때문에, 자외선 차단제의 규칙적인 사용이 정말로 신체에 비타민D의 결핍을 초래한다면 문제가 아닐 수 없습니다. 하지만 다행스럽게도, 자외선 차단제를 규칙적으로 바른다고 하여 신체에 비타민D가 결핍되는 일이 그렇게 쉬운 일처럼 보이지는 않습니다. 자외선 차단제를 사용하더라도 신체가 적정수준의 비타민D를 유지할 수 있는 이유로는, [1] 현대인은 많은 양의 비타민D를 음식물을 통해 섭취하고 있고, [2] 대개의 사람들이 자외선 차단제를 사용하고는 있지만 몸 전체에 적용하는 것이 아니어서 태양빛에 노출되는 피부가 존재하며, [3] 또한 규칙적으로 사용하는 사람들 보다는 그렇지 않은 사람들이 더 많다는 점, [4] 마지막으로 비록 규칙적으로 사용하더라도 항상 소량의 자외선은 여전히 피부를 침투하여 비타민D를 합성하는데 사용될 수 있다는 점 등이 지목되고 있습니다.

하지만 어쨌든, 자외선 차단제의 사용이 비타민D의 합성을 억제하는 것은 사실이라고 여겨집니다. 때문에 미국 피부과 학회에서는 기존의 자외선 차단제의 사용과 비타민D 결핍간에 상관관계가 없다는 입장에서 한발 물러나 자외선 차단제의 사용은 비타민D의 결핍을 일으킬 수 있는 가능성이 일부 존재하기 때문에 비타민D의 섭취가 필요한 환자들의 경우 음식물이나 보충제를 통한 비타민D의 섭취를 권장하고 있습니다.^[각주:5]

      7. 그럼에도 우리가 차단제를 발라야 하는 이유

비록, 일부의 사람들 에서 자외선 차단제의 효과를 나타내는 성분들이 어떤 문제들을 야기할 수는 있으나, 그럼에도 불구하고 일상적인 자외선 차단제의 사용이 우리들에게 가져다 주는 이점은 상당합니다.

아시아인과 흑인에게서는 상대적인 위험도가 덜 하기는 하지만, 백인들의 경우 태양광선에 의한 피부암은 매우 흔한 암(cancer) 중 하나입니다.^[각주:6] 특히 자외선에 노출되는 것과 피부암^[각주:7]의 발생빈도 사이에는 매우 직접적인 연관관계가 있다는 것이 이미 잘 알려져 있는데요, 자외선 차단제의 일상적인 사용이 비용 대비 효과 측면에서 매우 좋기 때문에 서구권 국가들에서는 자외선 차단제의 사용을 적극 권장하고 있습니다.

또한 첫 번째 글에서도 이미 살펴보았지만, 자외선은 피부노화의 가장 큰 원인 중 하나로써 작용하고 있습니다. 이러한 과정은 자외선이 내인적 노화를 가속화 시킴으로 발생하는데요, 그 결과로써 MMPs의 증가 그리고 콜라겐의 감소, 또한 엘라스틴 섬유의 변성^[각주:8] 등이 일어나게 됩니다. 때문에 자외선에 장기적으로 노출된 피부는 노화와 관련된 여러 가지 모습들을 보이게 됩니다. 하지만 자외선 차단제를 꾸준하게 사용할 경우 자외선에 의한 피부의 노화 과정을 억제할 수 있음이 이미 알려져 있습니다.(17)

비록, 한국인을 비롯한 아시아 인종들 에서는 자외선에 의한 암 발생의 위험은 상대적으로 낮다고 할지라도, 자외선에 의한 노화까지 자유로운 것은 아닙니다.^[각주:9] 때문에, 자외선에 의한 피부손상을 최대한 줄이고 싶다면 자외선 차단제를 규칙적으로 사용하는 것이 무엇보다 중요하다고 할 수 있겠습니다. 어때요, 이제 소홀하게 여기던 자외선 차단제를 열심히 발라야 겠다는 생각이 드시나요?

<출처>

5. Magnusson, B. M., Anissimov, Y. G., Cross, S. E., and Roberts, M. S. (2004) Molecular size as the main determinant of solute maximum flux across the skin. The Journal of investigative dermatology 122, 993-999

6. Lademann, J., Weigmann, H., Rickmeyer, C., Barthelmes, H., Schaefer, H., Mueller, G., and Sterry, W. (1999) Penetration of titanium dioxide microparticles in a sunscreen formulation into the horny layer and the follicular orifice. Skin pharmacology and applied skin physiology 12, 247-256

      7. Cross, S. E., Innes, B., Roberts, M. S., Tsuzuki, T., Robertson, T. A., and McCormick, P. (2007) Human skin penetration of sunscreen nanoparticles: in-vitro assessment of a novel micronized zinc oxide formulation. Skin pharmacology and physiology 20, 148-154

8. Hussain, S. M., Hess, K. L., Gearhart, J. M., Geiss, K. T., and Schlager, J. J. (2005) In vitro toxicity of nanoparticles in BRL 3A rat liver cells. Toxicology in vitro : an international journal published in association with BIBRA 19, 975-983

9. Darvay, A., White, I. R., Rycroft, R. J., Jones, A. B., Hawk, J. L., and McFadden, J. P. (2001) Photoallergic contact dermatitis is uncommon. The British journal of dermatology 145, 597-601

10. Kasichayanula, S., House, J. D., Wang, T., and Gu, X. (2007) Percutaneous characterization of the insect repellent DEET and the sunscreen oxybenzone from topical skin application. Toxicology and applied pharmacology 223, 187-194

11. Holick, M. F. (2003) Vitamin D: A millenium perspective. Journal of cellular biochemistry 88, 296-307

12. Forman, J. P., Giovannucci, E., Holmes, M. D., Bischoff-Ferrari, H. A., Tworoger, S. S., Willett, W. C., and Curhan, G. C. (2007) Plasma 25-hydroxyvitamin D levels and risk of incident hypertension. Hypertension 49, 1063-1069

13. Munger, K. L., Levin, L. I., Hollis, B. W., Howard, N. S., and Ascherio, A. (2006) Serum 25-hydroxyvitamin D levels and risk of multiple sclerosis. JAMA : the journal of the American Medical Association 296, 2832-2838

14. Feskanich, D., Ma, J., Fuchs, C. S., Kirkner, G. J., Hankinson, S. E., Hollis, B. W., and Giovannucci, E. L. (2004) Plasma vitamin D metabolites and risk of colorectal cancer in women. Cancer epidemiology, biomarkers & prevention : a publication of the American Association for Cancer Research, cosponsored by the American Society of Preventive Oncology 13, 1502-1508

15. Ahn, J., Albanes, D., Berndt, S. I., Peters, U., Chatterjee, N., Freedman, N. D., Abnet, C. C., Huang, W. Y., Kibel, A. S., Crawford, E. D., Weinstein, S. J., Chanock, S. J., Schatzkin, A., and Hayes, R. B. (2009) Vitamin D-related genes, serum vitamin D concentrations and prostate cancer risk. Carcinogenesis 30, 769-776

16. Nurnberg, B., Graber, S., Gartner, B., Geisel, J., Pfohler, C., Schadendorf, D., Tilgen, W., and Reichrath, J. (2009) Reduced serum 25-hydroxyvitamin D levels in stage IV melanoma patients. Anticancer research 29, 3669-3674

17. Seite, S., and Fourtanier, A. M. (2008) The benefit of daily photoprotection. Journal of the American Academy of Dermatology 58, S160-166

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