피부의 내생 광방어: 몸이 스스로 갖춘 방패

첫 관문: 각질층과 요산

빛이 가장 먼저 만나는 방어는 피부 맨 바깥의 각질층이다. EP.1에서 봤듯 각질층은 입사하는 자외선을 흡수·산란해 상당 부분을 바깥에서 걸러 낸다. 여기에는 물리적 두께만이 아니라 화학적 장치도 있다. 각질층에 풍부한 요산(trans-urocanic acid, 트랜스-유로카닌산: 각질층의 대표적 자외선 흡수 분자)은 자외선을 흡수하는 천연 흡수체로 작용하며, 자외선을 받으면 트랜스형에서 시스형으로 구조가 바뀌는 광이성질화(trans→cis: 빛으로 분자 구조가 뒤바뀌는 반응)를 일으킨다.¹

그런데 이 방어에는 대가가 따른다. 이렇게 만들어진 시스형 요산(cis-UCA)은 피부의 면역 반응을 누그러뜨리는 광면역억제(자외선이 피부 면역을 억제하는 현상)의 매개체로 작동한다.¹ 즉 요산은 자외선을 흡수해 막는 방패인 동시에, 그 산물이 면역을 눌러 대가를 치르게 하는 양면적 분자다. 이 광면역억제가 장기적으로 무엇을 뜻하는지는 EP.10에서 따로 다룬다.

색소 방패: 멜라닌 (요약과 링크)

내생 광방어의 대표 주자는 멜라닌이다. 멜라닌은 멜라닌세포에서 만들어져 각질세포로 전달된 뒤, 세포핵의 바깥쪽에 모여 '핵상 멜라닌 모자(supranuclear cap)'를 이뤄 자외선으로부터 DNA를 가린다 — 표피 안에서 멜라닌이 어떻게 분포하느냐가 방어 효과를 좌우한다.² 멜라닌은 자외선을 흡수·산란하는 물리적 차단막인 동시에 활성산소를 소거하는 항산화제로도 기능하며, 그 순 효과는 유멜라닌과 페오멜라닌의 비율과 조건에 달려 있다.

이 주제는 자매 시리즈 「항산화의 과학」이 EP.9 오해받은 방어자와 EP.11 유·페오, 비율이 만드는 균형에서 이미 정밀하게 풀어 두었으므로, 여기서는 '멜라닌 = 내생 광방어의 주역'이라는 위치만 확인하고 상세는 그쪽으로 넘긴다.

손상은 지워진다: DNA 복구

방어의 핵심은 막는 것만이 아니라 이미 생긴 손상을 되돌리는 데 있다. EP.2에서 본 CPD와 6-4PP(자외선이 DNA에 남기는 두 손상)는 방치되지 않는다. 뉴클레오타이드 절제 복구(NER, nucleotide excision repair: 손상된 염기 주변을 잘라 내고 새 염기로 채워 넣는 복구 시스템)가 이 광손상들을 인식해 제거한다.³ NER은 유전체 전체를 훑는 경로와, 활발히 읽히는 유전자를 우선 복구하는 경로로 나뉘어 작동한다.

이 복구가 얼마나 결정적인지는 그것이 고장 났을 때 역으로 드러난다. NER 유전자에 결함이 있는 유전질환인 색소성 건피증(xeroderma pigmentosum, XP) 환자는 극단적인 광과민과 함께 피부암 위험이 크게 높아진다.³ 같은 햇빛을 받아도 복구 능력의 유무가 결과를 가른다는 뜻이며, 이는 내생 방어에서 '복구'가 차단만큼 중요한 축임을 보여 준다.

방어는 학습한다: 광적응

피부의 방어는 고정돼 있지 않고 노출에 적응한다. 반복적인 자외선 노출은 표피를 두껍게 만들고(각질층 비후) 멜라닌 생성을 늘려, 이후 같은 자외선에 대한 반응을 줄이는 광적응(photoadaptation)을 일으킨다.⁴ 앞서 EP.4의 내인성 항산화 효소계(SOD·글루타치온·Nrf2)가 자극에 맞춰 강화되는 것도 이 적응의 일부다 — 그 상세는 항산화 EP.4 몸의 1차 방어선에 있다.

다만 이 적응에는 분명한 한계가 있다. 태닝이 제공하는 자외선차단지수(SPF)는 대략 3~4 수준에 그쳐 홍반(붉어짐)의 약 65%만 줄이며, 오히려 색소보다 표피 비후가 자외선 DNA 손상 방어에 더 기여하는 것으로 보고된다.⁴ 다시 말해 '탄 피부가 곧 튼튼한 차단'은 아니다. 내생 방어는 정교하지만 용량이 정해진 시스템이다.

정교하지만, 완결적이지 않다

정리하면 피부는 각질층·요산의 흡수, 멜라닌의 차단·항산화, DNA 복구, 광적응이라는 여러 층의 방어를 스스로 갖추고 있다. 이 시스템은 정교하지만 무한하지 않고, 일부는 대가(요산-광면역억제)를 치르며, 그 차단력에는 상한(태닝 SPF 3~4)이 있다. 그래서 바깥에서 더하는 광보호는 이 내생 방어를 '대체'하는 것이 아니라 '보완'하도록 설계되어야 한다 — 그 원리를 이해하는 데서 다음 이야기, 즉 자외선차단 소재의 과학이 시작된다.