외피계 1

                           외피계 Integumentary System

 

  “인간은 거죽만 인간 일 뿐이다. 피부를 벗겨내 해부해 보라. 수많은 기관이 등장할 것이다. 그러면 너는 깊이를 알 수 없는 물질 속에서 길을 잃고 네가 아는 모든 것과는 낯설어지되 본질에는 더욱 가까워지리라.” / 폴 발레리

 

외피계는 피부, 부속기관(한선, 피지선, 털, 손발톱)피하 층으로 구성된다. 외피계는 다양한 역할을 하는데 그 중 대표적인 것이 외부로부터 몸 보호, 즉 외부환경에 대한 일차적인 방어벽으로 기능한다.

 

1. 피부의 구조

 

 피부Skin or Cutaneous는 하나의 기관이다. 기관이란 특정과업을 수행하기 위해 2가지 이상의 조직이 모여진 것을 말한다. 피부는 2개 층으로 구성되는데, 표면에 위치한 표피epidermis와 안쪽에 위치한dermis가 있다. 진피는 아래

 

피하층과 연접하고 있다. - 피부구조도 -

[그림 1] 피부의 상세도

 

2. 피부는 ?

 

 피부는 우리 몸의 장기 중 가장 넓이가 넓은 장기로 성인의 경우 1.6m제곱, 10세 어린이의 경우는 1.0m제곱 정도이다. 우리몸무게에서 비중은 대략 16%(2제곱미터)신진대사의 5-8%가 피부의 보존에 쓰인다. 피부는 놀라울 만치 다재다능하여 손바닥 부위는 팽팽하고 발바닥은 두껍고, 눈꺼풀 주위는 말랑말랑하다. 피부는 구부려지고 처지고 주름진다. 또한 다른 세포들처럼 예정된 시점에 성장을 멈추라는 명령을 안고 태어난다.

피부의 일차적인 기능은 외부환경으로부터 몸을 지키는 일차적인 방어벽의 기능을 가지고 있지만, 그 외에 수분, 영양소- 그리고 독소, 바이러스 기생충도 피부의 구멍(문)들을 통해 몸속으로 들어온다. 피부는 출입구 같은 구멍(문)들로 가득하며 이 구멍(문)들은 엄청나게 다양하다. 연료처리기, 독소 감별기, 마이크 구실을 하며 잔업을 많이 하는 입은 흡입과 배출을 하며, 입의 반대편에 있는 열고 닫히는 항문은 흡입보다는 주로 배출을 한다. 귀는 피부 주위에 장착한 위성 안테나 구멍이라 할 수 있다. 콧구멍 두 개는 공기 속에 떠 돌아다니는 원자들을 게걸스럽게 빨아들이는 피부의 구멍이기도 하다. 피부에서 이처럼 크게 눈에 보이는 구멍은 땀구멍 같은 눈에 보이지 않는 구멍보다 그 수가 훨씬 적다.

 

3. 피부층

 

 3-1) 표피 epidermis

 

 표피는 피부의 얇은 바깥층으로 외부환경과 직접 접촉한다. 표피는 층층편평상피stratified squamous epithelium로 구성된다. 모든 상피조직과 마찬가지로 상피는 혈관이 없고 자체의 (상피조직epithelial tissue: 조직의 네 가지 형태중 하나: 신체표면과 신체강의 안쪽을 따라있다, 또한 선gland을 구성함) 혈류공급이 없다. 그러나 진피층의 풍부한 혈액공급으로부터 산소와 영양물질이 하부표피층으로 확산되어 들어온다. 표피는 다시 5개 층으로 나뉜다. 2개 층은 깊은 곳에 위치한 배아층stratum germinativum이고 나머지는 표면에 위치한 각질층stratum corneum이다.

배아층은 진피에 가까이 위치해서 풍부한 혈액공급부위와 접근되어 있다. 배아층의 세포는 계속 분화되어 하루에 수백만 개의 세포를 생성한다. 세포가 분화될 때 오래된 세포는 상피의 표면을 향해 밀어 올려준다. 세포가 진피에서 옮겨갈 때 두가지 변화가 발생한다. 첫째 세포가 영양의 근원으로부터 멀어져 감에 따라 세포는 죽기 시작한다. 둘째, 세포는 케라틴화 과정을 겪음으로써 질긴 단백질이 되는데 이를 케라틴keratin이라 하며 세포내에 저장된다. 케라틴은 피부의 표면을 향해 움직여 감에 따라 세포를 단단하고 편평하게 한다. 세포를 단단하게 만드는 것 외에 케라틴은 두 번째 중요한 역할을 하는데, 피부가 물을 이겨내게 하는 방수효과를 준다.

각질층은 표피의 표면층으로 30여개 죽은 편평한 케라틴화 된 세포로 구성된다. 죽은 세포는 계속하여 마모되어 떨어져나간다. 이런 세포는 더 깊은 층에서 계속 올라오는 다른 세포들로 채워진다. 피부는 지속적으로 해로운 환경에 노출되기 때문에 건조해지고 손상받기 쉽다. 베이거나 화상을 입거나 동상에 걸릴 수가 있다. 독초 같은 것에 의해 화학적 자극을 받을 수도 있고 병원체가 침범할 수 있다.

피부는 체내의 질병과정을 반영한다. 예를 들면 대상포진herpes zoster에 걸린 사람은 수두 바이러스에 의해 신경염증이 생겨서 신경의 경로를 따라 통증이 심한 피부 병소가 나타난다.

 

3-1 A) 표피층의 3종류의 세포

 

a. 각질형성세포 keratinocyte

각질을 형성하는 세포로 피부 보호 기능의 가장 으뜸의 장소이다. 각질층은 10층정도의 각질형성세포가 차곡차곡 쌓여있지만 가장 아래층에 존재하는 각질형성세포만이 분열하는 능력이 있다. 분열하여 하나가 둘이 된 세포 중 하나는 두 번째 층으로 위로 올려 보내지게 되면 다른 하나 아래층에 머무르면서 계속하여 새로운 세포를 위로 올려 보낸다. 위로 올라간 각질 형성세포는 더 이상 분열하지 않게 되며 대신 각질을 만들어 가기 위한 분화과정을 계속하면서 10층까지 위로 올려 보내지게 되는데 결국은 각질형태로 변하면서 세포는 죽게 된다.

죽은 세포사이를 지방성분이 채우고 있다. 각질층은 어느 정도 두께를 유지하고 있다가 순서대로 “때”의 형태로 떨어져나가게 된다. 이 “때”는 각질층이 탈락하는 것으로 외부의 균의 침입을 막는 보호 층으로 작용한다. “때”를 미는 행위는 피부 건조와 가려움증을 유발하게 된다.

 

b. 피부색을 결정하는 멜라닌 세포

 멜라닌 색소를 만드는 세포로 가장 아래층에 각질형성세포 10개 정도마다 그 사이에 끼여 있는 것처럼 분포한다. 멜라닌 색소를 만들어 주위의 각질형성세포로 색소를 전달한다. 각질형성세포로 이동한 멜라닌 색소는 각질형성세포의 핵의 위쪽에 분포하여 자외선으로부터 핵 속에 있는 DNA를 보호하는 기능을 가진다.

 

                                    [그림2] 멜라닌세포

 

 

c. 면역기능을 하는 랑게르한스 세포

 표피에 존재하는 세 번째 면역세포인 랑게르한스로 표피 전 층에 각질형성세포 사이사이에 위치하고 있다. 랑게르한스 세포는 외부 물질을 처음으로 인지하여 기억 T림프구에 전달하는 작용을 한다.

T림프구는 즉시 여러 가지 물질을 분비하여 우리 몸을 보호하고자 하는 면역 반응과 염증유발을 동시에 일으킨다.

                                                           [그림3] 랑게르한스 세포

 

3-2) 진피 Dermis

 피부의 형태를 유지하는 진짜 피부이다. 표피 아래에 위치하며 표피보다 진피는 밀도가 높은 섬유성의 결체조직으로 구성되며 젤과 같은 물질로 둘러싸여진 많은 콜라겐 섬유와 탄력섬유 등의 기질 단백질(matrix proteins: 세포를 감싸고 있는 단백질)로 되어 있으며 이 섬유질 때문에 진피는 강하고 잘 늘어난다.

표피와 진피는 두께는 신체의 부위에 따라 다르다. 손바닥과 발바닥의 피부는 팔의 안쪽이나 안검의 피부보다 훨씬 더 두껍다. 털, 손발톱, 분비선(땀샘) 등의 부속 구조물은 표피에서부터 유래했지만 진피에 묻혀 있다. 또한 혈관, 모낭, 신경조직, 일부 근조직이 진피에 위치해 있으며 통증, 온도, 압력, 촉각을 감지하는 감각수용체라고 불리는 많은 신경의 말단부도 있다.

피부에 있는 기질 단백질에는 콜라겐 섬유의 주성분인 콜라겐과 탄력섬유의 주성분인 탄력질과 휘브릴린fibrillin이라는 단백질이 중요하다. 그 외에 프로테오글리칸proteoglycan이란 단백질 등이 있다. 기질단백질은 세포주위의 기질단백질이 서로 신호를 주고받으면서 피부의 상태와 변호를 인지하면서 피부의 최상의 상태로 유지한다. 콜라겐은 콜라겐 섬유의 기본 단백질이다. 콜라겐은 피부 진피에서 가장 많은 단백질로 콜라겐 섬유를 형성한다.(그림 4참조) 형성된 콜라겐 섬유는 피부의 구조와 피부 탄력성을 유지, 피부를 단단히 만드는 역할을 한다. 피부에는 제 1형 콜라겐 85%, 제 3형 콜라겐 15% 정도 차지한다. 콜라겐이 손상인 부족 시에는 늙은 피부처럼 보인다.

 

 탄력질은 탄력섬유를 구성하는 단백질로서 휘브릴린이라고 부르며 피부의 탄력을 유지한다.

진피에 있는 세포 중에 가장 중요한 것은 섬유아 세포이다,. 섬유아세포는 기질단백질 사이에 듬성듬성 존재한다. 교원질, 탄력질, 휘브릴린, 프로테오그리칸 등의 기질단백질들을 합성하여 분비하는 역할을 하고 있다.

진피에는 혈관이 존재한다. 피부에 존재하는 혈관은 진피에 까지 도달하며 표피에는 혈관이 없다 또한 땀샘, 피지샘, 아포크린샘 등 여러 종류의 분비샘이 있다. 땀샘은 땀을 형성하고 노폐물을 배출시키고, 체온을 조절하는 기능을 한다.

                                    [그림4 콜라겐 섬유]

 

3-3) 에너지 저장고인 피하층 Subcutaneous layer

 

 진피 아래에 있는 피하층은 피부에 속하지 않는다. 일차적으로 느슨한 결체조직(근막)과 지방조직으로 구성되어 있다. 주로 체온 변화를 막아주고 피부층을 하부 구조에 부착시켜준다. 최근의 연구에 의하면 지방세포가 분비하는 여러 물질 이디포넥틴adiponectin 과 렙틴leptin 등이 분비된다.