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FJK 2020년 9월호 [특집] 진피 세포외 기질 연구 5

2축신전법, 다광자 이미징에 의한 인체 진피 섬유구조 가시화

# 2축신전법과 다광자 이미징에 의한 인체 진피 섬유 구조의 가시화

 

인체 피부는 유연성이 풍부하다. 특히 관절이 펴지는 쪽에 있는 피부는 잘 늘어난다. 열상이나 외상에 의해 피부에 흉터가 생기면 유연성을 잃고 관절 가동 범위를 제한하게 된다. 한편, 피부는 강인함을 가진다. 팔이나 다리가 회전하는 롤러에 말려들었을 경우 피부는 피하지방과 함께 근막 상에서 박탈한다. 이것은 디글로빙 손상(degloving injury)이라고 불린다. 피부에 어긋나는 힘이 가해지면 피부가 매우 강인하기 때문에 결합이 느슨한 지방조직과 근막 사이에서 박탈이 생기는 것이다.

 

강인성은 ‘늘어난 상태’의 피부가 얼마나 장력을 견딜 수 있는지를 의미한다. 유연성은 ‘안정상태’의 피부가 얼마나 쉽게 늘어날 수 있는 지를 의미한다. 이러한 특성을 콜라겐 섬유망의 관점에서 생각하면 피부의 강인성은 ‘늘어진 콜라겐 섬유가 얼마나 새로운 장력에 견딜 수 있는가’를 의미한다. 피부 유연성은 ‘안정상태에서 콜라겐 섬유가 얼마나 수축했는지’를 의미한다. 콜라겐 섬유의 수축이 생기는 주된 원동력은 탄성섬유의 탄성력이다.

 

그림1 인체 진피의 조직 이미지(elastica-van Gieson 염색)

 

 

한편, 피부의 특성은 개개의 섬유의 특성 뿐 아니라 섬유가 집합해서 생기는 구조물(고차구조)의 특성에도 의존한다. 예를 들면 여러 종류의 고무줄을 묶어 마름모꼴의 그물을 만들어 본다. 당연히 그물 전체의 늘어남은 선택한 고무의 종류에 따라 바뀐다. 마름모꼴의 형태나 방향에 따라서도 그물망이 늘어나기 쉽거나 어려운지가 바뀐다. 따라서 피부의 기계적 특성 메커니즘을 해명하기 위해서는 진피 섬유의 고차구조를 아는 것이 중요하다.

 

인체 피부는 표피와 진피, 그리고 진피하층으로 이루어진다. 표피는 세포성분이 주체이며 진피는 섬유성분과 액상의 기질로 이루어진 결합조직이다. 조직학적으로 진피는 치밀한 교직섬유성 결합조직으로 분류된다. 치밀함이란 섬유성분이 점유하는 부피가 기질보다도 많은 것을 나타내며 교직(交織)이란 섬유가 다양한 방향으로(무질서하게) 분포하는 것을 가리킨다.

 

즉, 진피의 섬유성분은 부직포와 같은 구조를 이룬다고 생각된다. 그러나 진피는 부직포처럼 균일하지 않다. 예를 들어 망상층의 콜라겐 섬유는 깊을수록 굵어진다. 즉, 적어도 진피는 심부 방향으로는 불균일하다. 그럼 표피와 평행한 면에서는 어떨까. 콜라겐 섬유의 분포에는 규칙성이 있는 것일까. 또 그것들은 탄성 섬유망과 어떠한 구조적 관계에 있으며 어떻게 힘이 작용해 신축(伸縮)하고 있는 것일까? 이 문제는 오늘 날에도 미해결이었다.

 

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