운동 생리학 - 피부 계통(the integumentary system)-표피(epidermis)

피부계는 피부와 부수적인 구조물들인 손톱, 머리카락, 땀 분비샘들을 포함한다. 피부는 신체에서 가장 큰 조직 중 하나로서 15% 신체 몸무게를 담당한다.

피부는 우리몸을 외부의 충격이나 바이러스, 박테리아, 자외선으로부터 보호하며, 노폐물들을 방출하고 수분 손실을 예방, 지방인 에너지원을 저장, 비타민D를 생산하고, 신체의 온도를 조절하는 역할을 한다. 촉각, 압력, 열을 감각하는 기능도 담당하고 있다.

 

 

피부의 기능 

보호-피부는 효율적으로 화확적, 생리학적, 신체적으로 형성되어 있다.

온도조절- 피부는 신체 온도 조절의 가장 중요한 역할을 담당하고 열의 80%를 피부를 통해 방출한다.

피부감각- 촉각, 압력, 진동, 간지러움, 온도, 고통 등을 감각하여 정보를 전달하고 반응한다.

배설- 신진대사 활동을 통해 노폐물들을 방출하고 땀을 통해 방출한다.

흡수- 지방에 용해되는 물질들을 흡수하여 신체 내부로 흡수할 수 있다

비타민 D 합성- 비타민 D 의 합성은 피부에서 시작하는데, 자외선을 통해 촉발된다.

 

피부는 두 개의 층으로 구성되어 있는데, 가장 바깥쪽의 표피와 안쪽의 진피로 구성되어 있다. 이들은 하피 또는 피하 조직위에 차례로 형성되어 있다.

 

표피(Epidermis)

표피는 가장 바깥쪽으로 피부층으로써 4-5개의 층으로 세분화할 수 있다. 표피에는 케라틴이라는 거친 단백질이 가장 풍부하게 분포되어 있고 4개의 다른 세포 종류를 포함하고 있다. (켈틴생성세포(keratinocyte), 멜라닌 세포(melanocyte), 랑게르한스세포(Langerhans cells), 메르켈 세포(merkel cell))가 있다.

 

표피는 혈관을 포함하지 않고 , 영양분은 진피 밑의 모세혈관들을 통해서 얻고 있다. 표피는 계속해서 벋겨지는데,  표피의 기저층(startum basale)에서 세포들이 계속 나누어지고 보충되기 때문이다. 표피에 분포되어 있는 세포들은 기저층을 제외한 나머지 층에는 켈틴생성세포가 분포되어있다. 켈틴생성세포는 케라틴이라는 섬유질의 단백질을 제조하고 저장하고 있다. 이 케라틴은 머리카락, 손톱, 발톱, 피부에 딱딱하게 형성되어 있다. 

 

표피를 이루고 있는 세포들

켈틴생성세포- 표피의 약 90퍼센트를 차지하고 있고, 케라틴을 생성할 뿐 아니라, 방수 물질을 분출하는 층판과립(lamellar granules) 도 생성한다. 이러한 특성으로 피부가 방수 기능을 가질 수 있다. 캘틴세포는 시간이 지날수록 사각형의 모양에서 납작해지는 모양 변화가 있다. 결국은 사라지고 신체 피부에서 떨어지게 된다. 

 

멜라닌 세포

표피층에 약 8%를 생성하고 있고 멜라닌 과립을 생성한다. 멜라닌은 자외선을 흡수하기 때문에 피부를 보호하고 피부 색깔을 결정하는 데도 기여한다. 멜라닌 세포는 멜라닌 과립을 켈틴세포로 전달되어 켈틴세포핵을 둘러싸기 때문에 자외선을 보호하고 있다.

 

랑게르한스 세포

표피층에서는 아주 조금 포함하고 있고,  랑게르한스 세포는 면역체계의 한 부분이고 외부의 입자들을 둘러싸면서 파괴하기 때문에 신체를 보호할 수 있다. 랑게르한스 세포는 표피로 전달되기 전에 골수에서 생성된다.

 

메르켈 세포

촉각세포라고 불리기도 하며, 표피와 진피 사이에서 볼 수 있다.  각각의 메르켈 세포는 신경반응과 연결되어 촉각 수용체로 기능을 하고 있다.

 

표피층

각질층(stratum corneum)

가장 최상위의 층으로써 20-30 겹의 죽은 켈틴세포로 이루어져 있다. 이렇게 죽은 켈틴세포들은 세포기관들이 없기 때문에  각질화된다. 당지질이 포함되어 있는 층으로써 신체의 수분 손실과 피부의 방수 역할을 도와준다. 각질층은 손바닥과 발바닥에서 특히 다른 층보다 두꺼운 형태로 존재함으로써 다른 피부층을 보호하고 있다.

 

투명층(Stratum Lucidum)

투명층은 부드럽고 털이 없는 피부층에서 찾아볼 수 있는데, 부가적인 층으로 각질층과 과립층 사이에 존재하며, 손바닥과 발바닥에서 볼 수 있다. 죽은 켈틴세포의 3~5개의 층으로 구성되어 있으며 투명하고 부드러운 형태로 두꺼운 원형질막이 형성되어 있다.

 

과립층(stratum Granulosum)

완전히 발달된 켈틴세포의 3-5개 층으로 구성되어 있으며 2 종류의 과립체를 분비한다. 하나는 케라틴을 생성하는 케라토 하이 알린(각화 유리질;keratohyalin granule), 층판과립(lamellar granules; 얇은 판)을 분비한다. 층판과립은 물에 저항하는 당지질을 포함하고 이 당지질을 피부의 방수 기능을 담당한다. 이 과립층에서 완전히 발달된 켈틴세포들은 퇴화되기 시작하는데, 이는 영양분을 받을 수 있는 모세혈관으로부터 점점 멀어져 충분하지 않은 영양분 때문이라고 할 수 있다.

 

유극층(Stratum spinosum)

8~10 개의 살아있는 켈틴세포 층으로 되어 있다.  랑게르 한(Langerhans cells) 세포, 표피 수지상세포( epidermal dendritic cells), 그리고 멜라닌 과립이 포함되어 있는 층이다.

유극층에 있는 켈틴세포는 케라틴의 합성을 시작하고 당지질을 분비한다. 새로운 켈틴세포가 기저층에서 생산되기 때문에 유극층에 있는 켈틴세포들은 과립층으로 밀어 올려진다.

 

기저층(Stratum basale)

하나의 층으로 입방 세포(주사위 세포)들이 기저층 위에 형성되어 있다.  기저층은 줄기세포, 켈틴세포, 그리고 멜라닌 세포를 포함하고 있다. 가끔 배아층( stratum germinativum)이라고 부르기도 한다. 새로운 피부층은 기저막에서 형성되어 오래된 세포들을 표피층으로 밀어 올리게 된다.

 

 

 

참조

OpenStax College (2013, April 25). Anatomy and physiology. OpenStax College.