AHA, PHA, BA와 같은 하이드록시애씨드는 피부에 안정적인 동시에 과색소침착, 주름, 광노화 등의 노화 증상을 개선하는 안티에이징 성분으로서 탁월하다.
HA의 안티에이징 효과 입증
수십 년 전, 반 스콧(Van Scott)과 유(Yu) 박사는 연구를 통해 하이드록실 그룹(α- 혹은 β-포지션인)에 있는 하이드록시애씨드(HAs)를 국소 부위에 적용할 경우, 과각화에 매우 특정한 영향을 미친다는 것을 발견하였다. 이러한 영향은 임상학적으로 가장 안쪽의 과각질층이 초기에 갑자기 분리되었을 때 발현되었고, 특히 어린선(ichthyosis)과 건성피부, 각화증, 무사마귀, 여드름 증상을 포함한 여포성 과도각화증에 효과적인 것으로 밝혀졌다. 이후에 진행된 연구에서는 알파하이드록시애씨드(AHA)와 베타하이드록시애씨드(BHA)를 지속적으로 사용할 시, 피부 플럼핑(plumping) 효과가 있는 것으로 나타났다.
이때 표피의 두께가 두꺼워지면서 진피에는 피부 플럼핑 효과가 두드러지는데, 이는 글리코사미노글리칸(GAG)의 바이오 합성, 콜라겐, 탄력 섬유질의 개선과 상관관계가 있다고 밝혀졌다. 이렇게 진피에 나타나는 변화는 미세라인과 주름개선으로 이어졌다. HA는 피부의 형태와 기능을 조절하여 피부질환과 노화에 테라피적 효과를 전달한다. 이러한 기능은 AHA, BHA, 폴리하이드록시애씨드(PHA), 바이오닉애씨드(BA)를 포함한 HA의 임상학적 사용과 안티에이징 효과를 요약해서 보여준다.
알파하이드록시애씨드 α-Hydroxyacids
AHA는 카복실 그룹의 알파 포지션에 연결되어 있는 하나의 하이드록실 그룹 속 유기 카복실릭애씨드를 말한다. 하이드록실 그룹과 카복실 그룹은 모두 지방식 혹은 지환식 탄소원자에 직접적으로 연결되어 있다. AHA의 하이드록실 그룹은 중성이며, 카복실 그룹만 산성 특성을 전달한다. 대다수의 AHA는 식료품, 과일에 함유되어 있어 과일산이라고 불린다. 가장 작은 크기의 AHA인 ‘글라이콜릭애씨드’는 사탕수수에서 주로 발견되는 스킨케어 분야에서 가장 널리 쓰이는 HA이다. 글라이콜릭애씨드 다음으로 작은 AHA인 ‘락틱애씨드’는 엑스폴리에이팅과 안티에이징 효과를 전달하는데 널리 사용된다.
일부 AHA는 측쇄 치환분(side-chain substituent)으로서 페닐 그룹을 함유하는데, AHA의 용해성을 변화시켜 기존의 수용성 성질의 AHA 대비 친유성을 높이고, 지성 및 여드름 피부를 타깃하는데 사용할 수 있다(Figure1 참고). 만델릭애씨드(페닐 글라이콜릭애씨드)와 벤질릭애씨드(디페닐 글라이콜릭애씨드)가 바로 그 예이다.
폴리하이드록시애씨드 Polyhydroxy acids
PHA는 지방 혹은 지환체인 탄소원자에 붙어 있는 분자에 하이드록실 그룹이 2개 이상 있는 유기 카복실릭애씨드다. PHA의 모든 하이드록실 그룹은 중성이며, 카복실 그룹만 산성질을 전달한다. AHA와 PHA(폴리하이드록시애씨드)는 모두 α-포지션에 붙어있는 최소 한 개 이상의 하이드록실 그룹이다. 다양한 PHA는 자연적으로 생성되며, 신체 조직 속 카보하이드레이트 신진대사를 통해 생성되는 내생 대사산물 혹은 중간 생성물이다. ‘글루코노락톤’은 스킨케어 제품에서 가장 상업화되어 있는 PHA이다.
사용이 용이할뿐만 아니라 자극이 매우 낮은 순한 모이스처라이저이자 항산화제·킬레이터 성분이기 때문에, HA의 안티에이징 효과를 전달하고, 피부장벽 기능을 강화한다. 예를 들어 인비트로(in vitro;시험관 내 실험)에서 광노화 피부모델 연구 결과, 글루코노락톤이 울트라바이올렛(UV) 자외선으로부터 피부를 보호한다는 사실이 입증되었는데, 이러한 연구결과는 글루코노락톤의 금속 산화 킬레이트화와 활성산소 억제 능력을 뒷받침한다.
뿐만 아니라, 글라이콜릭애씨드와 동일하게 글루코노락톤으로 피부 전처리(pretreatment)를 했을 때, UVB 빛 투사 후 선번(햇빛으로 인한 화상) 세포가 증가하지 않은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 항산화 효과로 볼 수 있다. 글루코노락톤은 발생 가능한 자극과 홍반을 줄이기 위해 벤조일 페록사이드와 같은 산화 약품 및 약물과 함께 포뮬레이팅될 수 있다.
바이오닉애씨드 Bionic acids
바이오닉애씨드(BA)는 화학적으로 알도비오닉애씨드로 분류된다. BA는 PHA(예:락토바이오닉애씨드, 말토바이오닉애씨드, 셀로바이오닉애씨드)인 알도닉애씨드에 화학적으로 연계된 카보하이드레이트 모노머 중 하나로 구성되어 있다. 바이오닉애씨드는 화학적 혹은 엔자임 산화를 통해 디사카라이드(이당류)에서 주로 얻게 된다. 예를 들어 락토바이오닉애씨드는 락토오스에서, 말토바이오닉애씨드는 말토오스에서 셀로바이오닉애씨드는 셀로바이오스에서 얻는다. 바이오닉애씨드는 기존의 AHA보다 분자 크기가 더 크긴 하지만, 피부에 침투할 수 있을 만큼 작은 크기(대략 358돌턴)이다.
락토바이오닉애씨드의 pKa는 3.8인데, 글라이콜릭애씨드와 유사하다. BA는 수분을 쉽게 끌어당기고 유지하는 흡습성 성분으로, 수용액이 실온에서 증발될 때 겔 매트릭스를 구축한다(Figure 2 참고). 이 투명한 겔은 특정한 양의 수분을 함유해 깨끗한 겔 매트릭스를 구축한다. 겔 매트릭스 구축으로 염증 피부에 진정 및 보호 효과를 더할 수 있게 된다. 실제로 바이오닉애씨드를 함유한 포뮬러는 내성이 있으며(피부에 용인이 잘 됨), 피부 장벽을 약화시키는 코스메틱 시술(표피 HA 필, 마이크로더마브래이전 포함) 후 사용 시 피부 진정에 도움을 준다.
일부 상업용 스킨케어 포뮬러에서 사용 중인 BA인 ‘락토바이오닉애씨드’가 가진 놀라운 보호 기능은 장기 이식 보존액으로서 안티옥시던트 킬레이터 역할이다. 락토바이오닉애씨드는 산화촉매 철 Fe(Ⅱ)이 있는 복합체를 구축함으로써 하이드록실래디컬 생성을 반복적으로 억제한다. 뿐만 아니라 글루코노락톤(PHA 중 하나)과 락토바이오닉애씨드, 그리고 말토바이오닉애씨드(바이오닉애씨드)는 하이드로퀴논과 바나나 껍질의 산화 분해를 억제하며 MMP 효소 억제제로서 기능한다. MMP 효소는 노화, 햇빛 노출이 많아질수록 과도하게 활동해 주름을 형성하고 피부를 처지게 만들며 눈에 보이는 모세혈관 확장성이 발생하도록 한다. 바이오닉애씨드로 MMP 활동을 억제하면 광손상 억제에 큰 효과를 기대할 수 있다(Figure 3 참고).
HA의 임상 효과
01 건성 피부와 과각화 현상 개선
가장 빈번하게 나타나는 피부 고민 중 하나는 건조증(xerosis), 다시 말해 건성 피부이다. 물을 발라 일시적으로 잠시나마 증상을 개선할 순 있다. 장기적으로는 글리세린이나 프로필렌 글라이콜 같은 일반적인 수분 유지 성분을 동시에 사용해서 개선할 수도 있고, 혹은 수분이 증발되는 것을 막기 위해 차단 장치를 활용할 수도 있다. 하지만 수분공급 과정에도 불구하고 각질세포 생성, 박리, 수분보유가 최적으로 기능하지 않기 때문에 건성 피부의 컨디션은 그대로 지속된다. 건성 피부에서의 AHA 포뮬러 국소부위 사용은 각질층과 표피층을 좀 더 임상적인 상태, 조직학적인 상태로 복구한다. PHA와 BA를 모두 함유한 콤비네이션 HA 포뮬러는 건성 피부를 관리하고, 굳은살이 박힌 길게 갈라진 틈이 있는 발바닥, 손바닥 피부와 같이 트리트먼트 효과를 보기 어려운 컨디션 관리에 필적할 수 없을 정도의 효능을 주는 것으로 밝혀졌다(Figure 4&5 참고).
02 민감피부와 로사시아 개선
PHA와 BA의 큰 효과 중 하나는 피부에 순하다는 것이다. 글라이콜릭애씨드와 락틱애씨드와 비교했을 때, PHA와 BA는 따갑거나, 화한 느낌을 유발하지 않기 때문에 연구 결과 민감피부, 심지어 로사시아와 아토피 피부염에도 사용 가능하다는 것이 밝혀졌다. 뿐만 아니라 순한 성질 덕분에 글루코노락톤이 함유된 제품과 아젤라익애씨드가 함유된 국소부위용 약품을 함께 사용할 경우 피부 홍조를 낮추고, 눈에 보이는 모세혈관 확장성을 줄여 로사시아의 테라피 결과를 개선하는 것으로 나타났다. 후자의 효과는 글루코노락톤의 피부 두께 증가 기능의 결과라고 볼 수 있다. 아젤라익애씨드를 함유한 약품에 대한 환자 내성도 개선되었다.
03 과색소침착 완화
광노화 피부로 가는 가장 눈에 띄 는 명백한 변화 중 일부는 지루성 각화증, 자외선 각화증, 검은 사마귀, 불균일한 색소침착을 포함한 국소부위의 과각화와 과색소침착 병변이 다양하게 나타나는 것이다. 이들 중 대부분은 ‘에이지스팟-얼굴, 손등, 팔의 폄근에 조직적으로 생긴 점을 의미’라는 공통적인 이름으로 널리 인식되고 있다. 이 카테고리에서 두드러진 병변은 검버섯이다. 과색소침착 병변은 국소부위 AHA 트리트먼트 시 하이드로퀴논과 같은 색소침착 제거 보조성분을 결합 사용하거나 사용하지 않을 경우 모두에서 임상시각 평가 정도 측면에서 보면 매우 감소했다(Figure 6 참고).
04 주름과 광노화 피부 안티에이징 효과
AHA를 피부에 매일 적용할 경우 진피층에서 안티에이징 효과가 크게 나타난다. 장기간 팔 부위에 AHA를 매일 적용한 뒤 관측한 결과, 진피 두께가 큰 폭으로 증가했다(Figure 7 참고). 이는 히알루로닉애씨드와 GAG가 증가뿐만 아니라 콜라겐 섬유의 질적 개선과 탄력 섬유의 조직학적 질 개선 상관관계가 있다. 또한 피부유두층이 두드러지게 증가하면서 유두진피의 두께도 증가했다. 향후에 국소부위에 적용하지 않았을 경우에도 피부두께 증가는 몇 달간 이어졌다.
이런 임상학적, 조직학적 연구결과는 AHA인 글라이콜릭애씨드가 콜라겐, 히알루로닉애씨드의 생성과 섬유아세포 증식을 높이는 것으로 보였으며, in vivo와 in vitro 관측에서도 동일하게 나타났다. 진피의 매트릭스 구성성분의 바이오 합성을 높이는 결과로 AHA, PHA, BA는 국소부위용 안티에이징 성분으로 널리 사용되었는데, 환자들이 겪는 색소침착 이상을 낮추고, 전체 피부 두께와 퍼밍을 증가시켜 결과적으로는 주름이 쪼글쪼글한 모습을 줄어들게 만든다(Figure 7 참고).
필링 인자로서의 사용
국소부위에 적용하는 HA가 주는 효과는 사용 방법에 따라 대비되고, 평가될 수 있다. 필링 관리에서 사용하는 한 가지 방법은 짧고 강력한 노출을 통해 그 효과를 얻게 된다. 글라이콜릭애씨드와 락틱애씨드는 필링 인자로 사용되는 AHA로 페놀과 트리클로로아세틱애씨드, 살리실릭애씨드를 포함한 기타 국소부위용 필링 인자와 대비해서 상당 수의 AHA는 영양 성분이 풍부하고, 생리학적이다. 최대 70% 함량을 가진 AHA를 단시간 피부에 적용해 상당한 박리 효과를 가져오며 안티에이징, 여드름, 로사시아, 과색소침착 보조치료제로 사용되도록 표피와 진피 복구를 가속화시킨다(Figure 1 참고). AHA는 실생활에서 주로 표피 필링 인자로 사용되며, 안전성과 효과를 가져다준다. 상피 AHA 필은 보완 효과를 전달하고 필러, 보툴리눔 톡신 타입 A, 마이크로더마브래이전, IPL, 비침습 레이저(non-ablative laser)를 포함한 코스메틱 시술 결과 강화를 위해 다른 미용 기기와 함께 사용하는 사례가 늘어나고 있다.
결론
노화에 대한 임상징후를 되돌려 전반적으로 피부 건강을 개선하기 위한 성분들이 지속적으로 등장하고 있지만, 하이드록시애씨드(주로 AHA, PHA, BA)가 피부 구조와 피부 기능을 조절하는 능력은 시간이 지나도 변하지 않고 피부에 임상적 이점과 코스메틱적 이점을 전달하고 있다. 또한 하이드록시애씨드가 표피와 진피에 상당한 효과를 전달하기 때문에 국소부위용 코스메슈티컬&테라피적 도구로 지속적으로 사용되고 있다. 뿐만 아니라 이 성분들은 어린선 트리트먼트와 같이 장시간 적용해도 피부와 바디에 안전하다. 하이드록시애씨드는 광노화와 다양한 각막 비후증 컨디션의 특정한 증상을 타깃하기 위해 단독으로도 혹은 다른 국소부위용 포뮬러와도 사용할 수 있고, 또 다른 코스메틱, 약물, 피부과 기기와 함께 사용할 수 있다.
