[SK바이오랜드 이승훈 바이오연구소장] 65세 이상 인구가 총인구를 차지하는 비율이 7% 이상을 고령화사회(aging society), 14% 이상을 고령사회(aged society), 20% 이상을 초고령사회(post-aged society)라 한다. 우리나라의 경우 2000년 고령화사회에 진입을 시작으로 꾸준히 증가해 지난해인 2018년 통계치에서 14.8%로 고령사회로 진입했다.

이 같은 배경에는 질병을 예측할 수 있는 진단의학과 치료할 수 있는 과학기술의 발달이 있으며 일반인들에게 치료의학과 함께 예방의학의 중요성이 자리 잡혔기 때문으로 해석할 수 있다. 고령사회로 인해 사회활동을 하는 연령대가 높아지면서 아름다움(美)을 추구하는 화장품 산업에서도 새로운 바람이 불어오고 있다. 피부의 외적 아름다움을 추구하는 2030세대가 화장품 소재와 제품의 트렌드를 주도한다면 피부의 내적 아름다움은 4050세대를 포함한 그 이상의 세대층에서 트렌드를 주도하고 있다.

이너뷰티(Inner beauty)란 내면의 아름다움을 뜻하며 식습관과 생활습관을 통해 피부 속 건강에 도움을 줌으로써 ‘건강한 아름다움’을 중시하는 용어이다. 화장품 산업에서는 먹는 화장품으로 흔히 구분하고 최근에는 뷰티푸드(beauty food)란 용어로 소비자들에게 다가가고 있다.

국내 이너뷰티 시장은 건강기능식품 시장의 성장과 함께 최근 5년간 연평균 68%의 가파른 성장세를 보였으며 2011년 500억원대의 규모가 2017년 기준 5,300억원 규모로 10배 이상 성장했다.

그렇다면 이너뷰티를 설명할 때 단골손님처럼 소환되는 피부 노화(skin aging)가 어떻게 발생되는지 이야기를 해 보자. 피부는 가장 바깥에 표피층(epidermis)이 있으며 keratinocyte, melanocyte, Langerhans cell 등이 존재하며 외부로 수분과 지질이 빠져나가지 않게 보호, 유지작용을 한다. 표피 아래 진피층(dermis)은 섬유질과 지질성분으로 구성되며 주성분으로는 collagen, hyaluronic acid, elastin 등으로 구성되며 fibroblast에 의해 합성된다.

피부는 세포의 증식-분화-이동-탈락-재생의 피부건강시계가 정상적으로 돌아가 피부 탄력과 보습력을 발휘함으로써 외적인 아름다움을 유지하게 된다. 그러나 젊음을 유지하는 피부건강시계도 연령의 증가, 스트레스, 호르몬의 변화의 내인성 요인과 자외선, 미세먼지 등의 외인성 요인에 따라 망가질 수 있고 이로 인해 피부 노화가 발생하게 된다.

겉으로 드러나는 피부 노화의 대표적인 현상은 주름이다. 피부는 외부로부터 오는 물리적, 화학적 자극으로부터 인체를 보호하는 역할을 한다. 하지만 자외선, 미세먼지, 각종 합성물질 등에 지속적인 노출이 되면 피부세포의 DNA가 손상되고 인체 내에서 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)이 생성돼 피부 탄력과 보습에 기여하는 성분들을 증발시키거나 이들을 생성하는 피부 조직 내 fibroblast의 활성을 저해하게 된다. 피부건강시계의 사이클이 망가지면 피부 함몰된 부위가 나타나는데 이것이 피부 주름이며 피해갈 수 없는 세월의 흔적이라고도 흔히들 이야기한다.

따라서 이너뷰티의 소재도 이러한 세월의 흔적이 남지 않도록 함과 동시에 피부건강시계의 속도를 늦출 수 있도록 개발되고 있다.

안티에이징(Anti-aging)을 목적으로 하는 이너뷰티 소재는 두 가지 작용기전으로 개발 적용되고 있다. 하나는 몸속에서 생성돼 피부건강시계를 망가뜨리는 ROS의 발생을 억제시키는 물질로 지속적인 섭취를 통해 몸속에 공급해 상쇄시킴으로써 피부건강시계가 고장 나지 않게 하는 기전이고 또 하나는 이미 망가진 피부건강시계를 수리하는 기전으로 빠져나간 피부 탄력, 보습성분을 공급해 피부에 새로 채우는 기전이라 할 수 있다.

각각의 기전에 따른 솔루션으로 전자의 경우, 각종 항산화제나 비타민 등의 성분이 대표적으로 ROS의 발생을 억제하거나 최소화시켜 피부에 미치는 영향을 최소화해 피부 건강을 유지시킨다. 후자의 경우에 사용되는 이너뷰티 소재는 피부 속 수분관리, 영양관리에 도움을 주는 것으로 피부 탄력과 보습, 안티에이징에 도움을 주는 collagen과 hyaluronic acid로 이들의 섭취를 통해 피부 노화억제, 피부 재생에 도움을 줌으로써 근본적으로 피부 노화의 시계바늘 속도를 늦추는 소재라 할 수 있다.

2018년 기준으로 collagen 소재의 경우, 에스트라(개별인정 제2010-25호), CJ제일제당(개별인정 제2012-24호), 뉴트리(개별인정 제2013-30호)의 3개사가 피부 보습 또는 자외선에 의한 피부 손상으로부터 피부 건강에 도움을 주는 소재로 식약처 개별허가를 받아 사용하고 있다. Hyaluronic acid의 경우 보습효과가 식약처 고시로 업체가 확대됐으나 SK바이오랜드(개별인정 제2017-2호)가 유일하게 자외선에 의한 피부 손상으로부터 피부 건강에 도움을 주는 효과로 식약처 개별허가를 받아 collagen과 이너뷰티 소재의 양대축으로 피부 건강의 효능스펙트럼을 확보했다.

최근 연구동향으로 주목해야 할 기술 분야로 많은 피부 과학자들이 피부건강시계를 연구하는 분야가 제3의 피부층이라 부르는 피부 마이크로바이옴(skin microbiome)이다. 마이크로바이옴은 우리 몸에 존재하는 미생물들이 숙주인 인간과 상호작용을 통해 건강에 미치는 영향을 연구하는 분야로 미국 오바마 대통령의 재임기간 중 투자한 마지막 과학기술 분야로 유명하다.

의학계에서는 항생제로 치료가 불가한 클로스트리디움 디피실리(Clostridium difficile) 감염증에 건강한 사람의 대변을 이식하는 대변이식술(fecal microbiota transplatation, FMT)을 제한적으로 실행해 성공을 거둬 마이크로바이옴의 좋은 응용사례로 보고 있다.

그렇다면 피부에는 어떻게 응용이 될까? 피부 표피층 위에 존재하는 미생물 층을 연구하는데 있어 피부 건강을 유지하는데 기여하는 균총을 찾고 어떠한 방식의 신호물질을 피부장벽 내로 전달하고 영향을 미치는지 해석하는 것이 가장 중요하다. 이너뷰티 또한 이러한 기술방식을 활용할 수 있다. 다만, 그 출발점이 피부 바깥층이 아니라 먹는 소재이기 때문에 소화관(gut)에서 출발한다.

특히 대표적인 소화관이라 할 수 있는 장에는 면역세포의 70%가 존재하고 이 면역세포를 장관 내 상재균총이 영향을 미쳐 피부까지 신호를 주고받음으로써 피부 면역장벽을 높여 피부 건강을 유지할 수 있다. 이러한 기전은 장과 피부가 연결돼 있다는 이론으로까지 발전돼 장-피부 축(gut-skin axis) 이론이 정립되기도 했다.

이러한 최신 이론을 바탕으로 상용화되려면 4차산업 혁명의 핵심자산인 건강한 사람의 피부 마이크로바이옴의 빅데이터 구축과 호환기술이 필요하다. 아직 갈 길이 멀었지만 우스갯소리로 동안 피부를 유지하고 있는 연예인의 피부나 장관 내 상재균총이 본인 동의를 받아 제품화할 날도 머지않은 듯하다. 중국 진나라 시황제는 영원히 살 것을 희망하며 불로초를 찾아 헤맸다. 진나라 시황제의 프로젝트는 실패로 돌아갔지만 피부건강시계를 유지하는 불로초에 대한 연구는 지금 이 시간에도 진행되고 있다.

이승훈

SK바이오랜드

바이오연구소장, 공학박사