피부과

분류  

피부과: 피부의 구조, 표피에 대한 설명

작성자 닥터코리아 조회수 7125

피부

 

피부의 구조   

 

 

피부의 구조

표피(epidermis), 진피(dermis), 피하지방층(subcutaneous tissue)

 

피부의 두께는 평균 2-2.2 mm 정도이고, 피하지방층을 빼면 평균 1.4 mm이다. 가장 얇은 곳은 눈꺼풀의 피부이며, 손바닥과 발바닥은 가장 두꺼운 피부이다.

 

표피와 진피와의 경계는 물결모양의  표피돌기가 있다. 표피돌기는 고령자에서는 사라져 표피, 진피의 경계는 평평해진다.  

 


정상피부의 단면

 

 

 

 

표피 

 

표피 두께는 0.44㎜(눈꺼풀)에서 1.6㎜(발바닥)까지 부위적 차이가 많으며 평균 두께는 0.1㎜이다.  15-20겹의 중층을 이루고 있다.

 

표피의 구조

 

아래층에서 윗층으로의 순서

 

기저층(basal layer)

유극층(squamous layer)

과립층(granular layer)

각질층(horny layer)

 

 

표피의 구성세포

 

각질형성세포(keratinocyte)

 

 

각질형성세포는 표피의 주요 구성성분이며 외배엽에서 기원한다. 단백질 성분인 각질(keratin)로 구성되어 있다. 각질은 외부 환경으로부터 피부를 방어해주는 보호막 역할을 한다. 이 세포는 표피의 각질층, 모발과 조갑의 구조 단백질을 형성하는 각질이라는 세섬유 단백질을 생산하는 특수 기능을 갖고 있다.

 

각질형성세포는 분화하여 각화함에 따라 형태가 변하며 4개 세포층으로 구분된다. 표피의 맨 아래층으로부터 윗방향으로 기저층, 유극층, 과립층 및 각질층의 4층으로 나누어진다.

 

기저층 :

 

표피의 가장 아래층에 위치하여 진피와 접한다. 원주형 혹은 입방형 세포로 구성되며 짙은 호염성 세포질과 짙게 염색되는 달걀모양의 핵을 갖고 있다. 그 장축은 표피-진피 경계선에 대해 수직으로 배열되며 각 세포와 상층의 극세포와는 세포 간교(intercellular bridge) 즉, 교소체(desmosone)로 연결되어 있다.

 

피부색소인 멜라닌을 만드는 멜라닌세포(melanocyte)는 표피의 기저층내의 기저세포 사이에 존재하는데, 긴 세포돌기를 갖고 있다. 멜라닌은 멜라닌세포에서 만들어져서 세포돌기를 거쳐 각질형성세포에 전해진다.

 

  

유극층 :

가시층(prickle layer)이라고 하며, 5-10층의 다각형 세포로 구성되며 세포 간교가 잘 발달되어 있다. 세포의 모양은 위로 갈수록 높이가 낮아지고 옆이 넓어져서 상층에 갈수록 편평하게 된다. 유극층에 있는 각질형성세포 간에는 틈새가 있으며, 세포와 세포사이에는 세포간교가 다리를 형성하고 있다. 항상 마찰이 일어나고 압력을 받는 부위에서는 유극층이 두꺼우며 세포사이의 세포간교 역시 발달되어 있다.

 

기저층과 유극층을 합쳐서 말피기층(malpighii layer)이라고도 하는데 각화과정의 시작과 진행에 있어서 중요한 층으로 알려져 있다.

 

 케라틴의 분자구조 모양

 

 

과립층 :

2-5층의 편평한 다이아몬드 형태의 세포로 구성되며 손바닥이나 발바닥처럼 각질층이 두터운 부위는 10층에 이른다. 각질형성세포는 과립층에 와서는 좀더 납작해지며, 케라틴섬유(keratin filament)가 세포질 내에서 서로 연결되어 network을 형성하게 되고 호염기성의 짙은 각질유리과립(keratohyalin granule)과 층판과립(submicroscopic lamellar granule)이 나타난다. 이 과립들은 외부로부터의 이물질 통과 방어역할, 물의 침투에 대한 방벽 역할, 피부 내부로부터의 수분 증발을 저지하여 피부염이나 피부건조를 방지하는 역할을 한다. 

 

 

각질층 :

피부의 가장 표면에 있다. 핵이 없고 편평한 호산성 각화세포로 구성되어 있다. 세포들은 죽어있고 각질 케라틴(keratin)으로 변해 있는데, 두께는 0.02-0.03㎜이다. 세포질은 각질과 같은 얇은 조각이 겹쳐진 것 같은 형태로 되어 있으며 표면에 가까울수록 세포간에 간격이 생겨서 비늘모양의 얇은 조각으로 되어 떨어져 나가게 된다. 피부표면의 각질세포들은 계속적으로 하루에 약 0.5-1g씩 벗겨서 나가고 있다.

 

각질층의 수분함량은 15-20%가 적당하며, (기저층은 70%) 수분함량이 부족하면 건조한 피부가 된다. 두꺼운 피부에서 실제로 두꺼운 것은 각질층이다. 손바닥과 발바닥의 각질층의 두께가 나머지층의 3-4배 가량되는 경우도 있다.

 

각질층은 각질형성세포의 최종산물로 생체 방어에 가장 중요한 역할을 하는 피부의 구성성분으로 일명 장벽대(barrier)라고도 한다.

 

 

투명층 :

손바닥, 발바닥 같이 각질층이 두터운 부위에서는 각질층 바로 밑에 균질의 호산성 대를 볼 수 있다. 생명력이 없는 무핵세포로 이루어진 이 층은 모든 피부에 존재하나 얇은 피부에서는 식별이 쉽지 않고 손바닥과 발바닥에서 뚜렷이 관찰된다. 3-4 세포층으로 되어 있다.

 

  

 

멜라닌세포(melanocyte)

 

멜라닌세포는 신경릉에서 유래되며 멜라닌(melanin)을 포함하는 멜라닌 소체(melanosome)라 불리우는 소기관을 합성 분비하는 수지상 세포이다. 멜라닌세포는 표피의 기저층에 산재하며 그 밀도는 부위에 따라 차이가 있으나 멜라닌세포 : 기저세포의 평균 비율은 1 : 10 정도이다. (그림의 dermis 상단의 흑청색 별모양의 구조물)

 

멜라닌세포는 표피 외에도 점막상피, 모낭, 진피, 망막, 포도막, 연수막, 내이 및 기타조직에서도 볼 수 있다. 표피의 멜라닌세포는 은염으로 염색을 하면 멜라닌이 검게 염색되며 수상돌기를 볼 수 있게 된다. 멜라닌세포의 수상돌기는 상당한 거리의 표피내로 뻗어 많은(36개 정도) 각질형성세포와 접촉하고 있는 것을 볼 수 있다. 이 연합을 표피 멜라닌 단위(epidermal melanin unit)라 한다. 이러한 구조가 멜라닌세포에서 생성된 멜라닌을 주위의 각질형성세포로 전달하는 것을 용이하게 해주며, 전달된 멜라닌은 표피의 윗부분으로 확산되어 자외선을 포함한 넓은 영역의 빛을 흡수하여 태양광선에 의한 피부손상을 방어한다.

 

멜라닌 소체는 golgi 영역에서 합성되며 tyrosine에 tyrosinase가 작용하여 합성이 시작되며 여러단계를 거쳐서 멜라닌 색소 과립을 형성한다. 멜라닌 소체는 수상돌기 끝으로 옮겨지고 각질형성세포가 멜라닌세포의 돌기를 탐식하므로 멜라닌 소체가 표피-멜라닌 단위의 각질형성세포로 옮겨진다.

 

멜라닌세포의 수는 민족과 피부색에 관계없이 일정하다. 멜라닌 소체의 수, 크기, 멜라닌화의 정도, 분포 및 각질형성세포 내에서의 멜라닌 소체의 분해에 의해 피부색이 결정된다. 검은 피부는 흰 피부보다 큰 멜라닌 소체를 만들며 그 크기는 각질형성세포에 어떻게 분포되느냐를 결정하는 중요한 요소가 된다. 큰 멜라닌 소체는 세포질 내에 개별적으로 분산되나 작은 멜라닌 소체는 막으로 둘러싸여 있는 식소체(phagolysosome)속에 들어 있다.

 

피부가 자외선에 노출되면 멜라닌세포는 크기, 수 및 수상돌기가 증가하며 멜라닌 형성이 촉진된다. 자외선 외에 멜라닌세포 자극 홀몬, 에스트로겐, lipotropin, progesterone, thyroxine 및 안드로겐과 같은 홀몬도 멜라닌세포를 자극하는 능력이 있다. 멜라닌은 여러 염증상태의 부산물로 생기는 유해한 자유기 산소 유도체에 대한 생화학적 중화제로 작용할 수 있다.

 

 

랑게르한스 세포 (langerhans cell)

 

표피의 중간층에 산재하는 수지상 세포이며 간엽조직(mesenchymal) 기원이다. 이 세포는 표피 외에 진피, 림프절, 흉선(thymus), 편도선(tonsil) 및 구강 및 생식기 점막의 상피에도 존재한다. 표피세포의 2-4% 정도 존재하나 부위에 따라 차이가 있다.

 

특수 염색(예: gold chloride, atpase)이나 단클론성 항체(monoclonal antibody) 즉, hla-dr 항체 등으로 염색하면 멜라닌세포와 감별되며 수지상 돌기를 볼 수 있다.  전자 현미경으로 관찰하면 테니스 라켓 모양의 랑게르한스 과립이 특징적이다.

 

세포표면에 면역글로불린(항체)의 보체결합부위(fc)에 대한 수용체와 보체중의 일종인 c3b에 대한 수용체를 가지고 있다. 이들 세포는 항원을 받아들여서 면역담당세포인 림프구로 전달하는 항원제시(antigen presenting) 기능을 한다. 랑게르한스 세포는 항원 제시 능력으로 알레르기성 접촉피부염, 동종이식 거부, 면역내성 및 바이러스 감염 및 피부 신생물에 대한 감시에서 결정적인 역할을 한다.

 

미생물에 대한 방어, 표피 분화의 조절 등 기타의 가능한 기능과 x 조직구증, 백반증, 균상 식육종 등 병적 상태에서의 랑게르한스 세포의 역할에 대해서는 연구가 진행중이다. 자외선은 조사 부위의 기능적인 랑게르한스 세포를 감소시켜 항원 제시 능력을 저해한다.

 

 

머켈세포(merkel cell)

 

merkel세포는 표피와 구강 점막 저면에서 드물게 발견된다. 피부에서 자극에 대한 촉각 수용체로 생각되고 있다. 과학현미경으로는 도은(silber impregnation) 염색을 하여야 볼 수 있으며 전자현미경으로는 전자고밀도 과립, 세섬유 가닥과 가끔 발견되는 교소체로 용이하게 인지된다.

 

머켈세포는 인체 피부에서 손, 발바닥, 손가락 끝, 입술, 치은 등의 털이 없는 피부에서 관찰되고, 모발주위에서도 소량 관찰되는데, 에크린한선과도 기능적으로 연관되어 있는 것 같다. 

 

 

각화 (keratinization)

 

각질형성세포는 세포질 속에 장원 세섬유(tonofillament)라 불리우는 α-helical pattern으로 배열된 섬유 단백질로 구성된 세섬유(filament)를 합성한다. 세섬유는 세포가 표면으로 이동하면서 서로 모여서 점점 많은 다발(bundle)을 만든다. 세섬유는 원형질막에 모이고 교소체(desmosome)라 불리우는 특수한 접착판(attachment plate)에 부착한다. 유극층의 상부에서는 장원 세섬유의 수가 증가한다.

 

과립층의 각질형성세포는 유황 단백(sufur protein)이 많은 무형성 입상 물질로 구성된 keratohyaline 과립을 포함하고 있는데, 이 keratohyaline 과립은 장원 세섬유를 둘러싸고 있는 기질의 무형성 단백질을 형성한다. keratohyaline granule은 생화학적으로 복잡하며 profilagrin이라는 한 단백질의 근원이 되며, 이 profilagrin은 과립세포가 각질세포로 전환하면서 분해되어 filagrin이 되어 각질층에서 세섬유간 아교(interfillamentous glue)로 작용한다.

 

극세포층 상부에서 층판성 소기관인 각질소체(cementosome, membrane-coating granule, odland body)가 출현하여 과립세포로부터 세포간격으로 분비된다. 이 층판성 소기관은 수분 상실에 대한 장벽과 각질세포의 결합을 마련하는 2가지 중요한 기능이다.

 

keratohyaline 과립과 각질소체 출현과 동시에 각질형성세포의 핵과 세포질 속의 대부분의 소기관은 점차 소실하며 모든 내용물은 연변대(marginal band, 각화세포 외막 출현으로 두터워진 세포막)로 둘러싸여 있는 세섬유 및 무형물질의 혼합물로 통합되어 각화가 끝난다. 표피의 재생 시간은 평균 39일로 간주되고 있다.  

 

각질형성세포는 각질형성 외에 면역 기능에 관여하는 여러 물질을 생산한다. 예를 들면, thymus-like hormone, α-interferon, prostaglandin, granulocyte-monocyte colony stimulating factor, interleukin l (epiermal-cell-derived thymocyte activating factor) 등이 있으며, 어떤 병적 상태에서는 ia항원이 표현된다.

 

 

 

진피 - 표피 경계부

 

표피와 진피의 경계부는 기저막대(basement membrane zone)로 이루어져 있는데 표피와 진피를 접합시키는 해부학적 기능단위로 이루어져 있다.

 

기저막대는 표피와 진피 사이에서 액상의 물질은 투과시키고 염증세포나 종양세포의 통과는 막는 방어막 역할을 한다.  기저막대는 표피세포의 부착을 용이하게 하고 지지대 역할을 한다. 표피의 형성을 조절하며, 상처치유과정에도 관여한다.

 

기저막대의 구성

 

기저세포의 원형질막과 특수한 접촉판(hemidesmosome), 원형질막 밑의 투명판(lamina lucida), 그 밑의 기저판(basal lamina, lamina densa, basement membrane), 기저세포 원형질막과 기저판을 연결하는 고정 세섬유(anchoring filament) 및 기저판 과 연결되는 섬유성분으로 구성된다.

 

섬유 성분은 고정 원섬유(anchoring fibril), 제ⅲ형 교원섬유(type iii collagen fiber) 및 미세원섬유 (microfibril)로 이루어진다. 광학현미경 상 pas양성으로 염색되는 기저막대는 섬유 성분만 염색되는데 두께는 0.5-1㎛로 기저판보다 20배정도 두껍다.

 

진피 표피 경계부는 부착, 지지, 투과성 조절 및 태생분화 등의 기능이 있는 것으로 알려져 있다.

 

투명판은 표피 진피 결합에서 가장 약하지만 기능적으로 중요한 생화학적 성분을 포함하고 있다.  

laminin, fibronectin, 수포성 유천포창 항원 및 제ⅴ형 교원질 등이 이런 성분이며 여러 생리적 혹은 병적 상태에서 중요한 역할을 한다.

 

기저판 속에 현저하게 존재하는 제ⅳ형 교원질이 기저막대가 표피를 지탱하게끔 하는 것 같다. 그 외에 기저막 하부의 섬유 성분과 투명판 속의 제ⅴ형 교원질도 이 부위의 구조적 통합에 아마도 기여할 것이다.

 

표피와 진피 경계면을 통한 투과성 조절은 분자의 크기보다는 분자 전하에 의한다. 진피 표피 경계부는 피부의 장벽기능에는 중요한 역할을 안한다. 제ⅴ형 교원질, laminin, fibronectin등은 태생기 분화에 도움을 줄 것이나 아직 확실한 증거는 없다.