0. 목차
- 피부의 구조
- 피부의 체온 조절
- 털과 손발톱
1. 피부의 구조
피부는 우리의 몸 가운데 가장 큰 조직으로, 그 표면적은 약 1.6m² 정도 된다. 피부는 '표피(Epidermis)', '진피(Dermis)', '피하 조직(Fat Layer)'의 개성이 뚜렷한 3개의 층으로 나누어져 있고, 각각의 층에 있는 여러 세포들은 외부와 몸의 접점 역할을 하고 있다.
1-1. 표피
먼저 가장 바깥층인 '표피(Epidermis)'에서는 끊임없이 세포가 증식하고 있다. 표피를 구성하는 것은 '케라틴(Keratin)'이라는 섬유 모양의 단백질을 많이 함유한 납작한 세포이다. 표피의 세포는 때로 벗겨져 떨어진다. 표피에는 이런 세포가 빽빽히 자리 잡고 있어, 외부의 병원균의 침입을 막는다. 만약 이 층에 상처가 생긴 경우 병원균이 침입할 수 있다. 그런데 피부의 표피에는 '랑게르한스 세포(Langerhans cell)'라는 병원균을 물리치는 면역 세포가 있다. 그리고 표피보다 아래인 진피에도 병원균을 잡아먹는 '대식 세포'나 면역 세포를 동원하는 비만 세포인 '마스트 세포(Mast Cell)' 등이 있어 몸을 방어하고 있다.
표피의 맨 아래층에서 분열한 세포는 '멜라노사이트(Melanocyte)'라는 세포에게 '멜라닌(Melanin)'이라는 흑갈색의 색소를 만든다. 멜라닌은 자외선을 흡수해, 몸을 덮고 있는 표피의 세포를 자외선으로부터 지킨다. 멜라닌을 받은 세포는 점차 위로 밀려나가면서 핵과 세포핵과 세포 기관을 잃고, 케라틴으로 가득 차면서 납작해진다. 그리고 맨 바깥으로 밀려나면 때가 되어 벗겨져 떨어진다.
1-2. 진피
표피 아래에 있는 '진피(Dermis)'층에는 강도를 유지해 주는 딱딱한 섬유와 탄력 있는 섬유가 그물처럼 뻗어있다. 그래서 피부는 누르거나 펴도 쉽게 부서지지 않는다. 진피에는 외부의 정보를 받아들이는 '감각 수용기(Sensory Receptor)'가 분포해 있다. '감각 수용기'는 촉각과 압각, 온도를 느끼는 온각과 냉각, 아픔을 느끼는 통각 등의 정보를 받아들인다. 감각 수용기는 이 정보들을 받아들인 후, '척수(Spinal Cord)'와 '뇌(Brain)'로 정보를 보낸다. 손발이 아프면 반사적으로 몸을 움츠리는 것은 통각이 위험 신호가 되어 척수에서 근육으로 지령을 보냈기 때문이다.
1-3. 피하 조직
피부의 맨 아래층에 있는 '피하 조직(Fat Layer)'은 뼈와 근육으로 이어진다. 여기에는 많은 지방이 저장되어 있다. 그래서 피하 조직은 마치 탄력 있는 쿠션처럼 외부로부터 받는 충격을 완화시켜주는 작용을 한다. 또 여기에 저장된 지방들은 에너지를 만들어 내는 원료가 되기도 한다.
2. 피부의 체온 조절
피부에는 외부의 온도에 좌우되지 않고 체온을 일정하게 유지하는 능력이 있다. 피부가 받아들인 외부 온도에 대한 정보는 뇌에 있는 '체온 조절 사령탑'에 전해진다. 그래서 바깥 기온에 의해 체온이 내려갈 것 같으면 몸의 열을 달아나지 않도록 지령을 내리고, 체온이 올라갈 것 같으면 몸에서 열이 달아나도록 지령을 내린다.
우리가 우리가 더울 때 땀을 흘리는 것은 열을 달아나게 하려는 것이다. 땀은 피부 진피에 있는 '에크린 땀샘'이라는 관 속을 지나 피부 표면의 작은 구멍으로 분비되어 증발한다. 액체가 증발할 때는 '기화열'이 필요한데, 땀이 증발할 때 몸에서 열을 빼앗아가기 때문에, 땀을 흘리면 몸에서 열을 발산할 수 있는 것이다. 참고로 매운 음식을 먹고 땀이 나는 것도, 온도 자극을 받는 혀의 신경이 고추의 성분에 반응해, '덥다'라는 정보를 뇌에 보내기 때문이다.
진피 속에 있는 모세혈관은 동맥에서 갈라진 것과 정맥에서 이어진 것이 있으며 이들은 서로 연결되어 있다. 그런데 손바닥과 발바닥처럼 털이 없는 부위 등에는 동맥과 정맥이 이어지는 '동정맥문합'이 많다. 더워서 체온이 올라갈 때는 피부에 혈액을 보내는 동맥이 확장될 뿐만 아니라, 동정맥문합도 대부분의 시간 동안 열린다. 그 결과, 피부를 흐르는 혈액이 크게 증가하고, 혈액은 몸의 열을 운반하므로 피부 표면의 혈관에서는 열이 달아난다. 반대로 추워지면 피부에 혈액을 보내는 동맥이 수축하고 동정맥문합이 닫혀서 피부를 흐르는 혈액의 양이 줄어든다.
3. 털과 손발톱
피부에 붙어 있는 털과 손발톱은 표피의 세포가 변형된 것으로, 표피의 세포와 마찬가지로 '케라틴(Keratin)'을 대량 함유한 세포이다. 이들 세포는 조직의 맨 아래쪽에서 분열해 위쪽 방향으로 올라가며, 그 과정에서 케라틴을 대량으로 함유한 채 죽은 세포가 된다.
3-1. 머리카락
머리카락의 수명은 보통 3~6년이고, 자라나고 빠지기까지의 주기가 있다. 머리카락은 활발하게 자라는 '성장기(Anagen)', 자라는 것이 멈추는 '퇴행기(Catagen)', 머리털이 탈락을 준비하는 '휴지기(Telogen)', 기존 모발이 자연 탈락하는 '모발기(Exogen)'를 를 주기적으로 되풀이한다. '성장기'에는 '모모기(머리카락과 모낭의 세포가 생기는 곳)'에서 세포가 활발이 분열되어 머리카락이 자라나지만, '퇴행기'에는 모모기가 퇴화해 세포 분열과 머리카락의 성장이 멈춘다. 이후 '휴지기' 때 머리카락이 피부의 표면으로 올라가다가 이윽고 빠지게 된다. '모모기'에서 활발하게 세포 분열이 되풀이되어 새로운 머리카락이 자란다.
나이를 먹으면 머리카락 전체가 숱이 적어지는 현상이 나타난다. 왜 그럴까? 사람의 머리카락이 긴 것은 머리카락의 주기가 주기가 길기 때문이다. 그런데 성인의 경우 '성장기'가 전체의 90%를 차지하는데, 나이를 먹을수록 머리카락의 '성장기'가 짧아져 전체 주기가 나이를 먹음에 따라 점점 짧아지기 때문이다. 피부의 표면보다 위에 올라올 정도로 길게 자라는 머리카락의 수가 줄어들어, 머리카락 전체 숱이 적어지는 것이다.
3-2. 손발톱
손발톱은 손가락이나 발가락 끝을 보호하는 역할을 한다. 손발톱은 '뿌리'쪽의 '조모기'에서 증식된 세포가 앞쪽으로 밀리면서 자라는 것이다. 손발톱은 원래 반투명의 하얀색이지만 피부를 덮고 있는 모세혈관 때문에 부분은 분홍색이고 끝부분은 하얀색으로 보인다. 그러면 손발톱의 끝이 불투명한 흰색인 이유는 무엇일까? 끝부분은 피부와 접하지 않기 때문에 '모세혈관(Capillary)'과 접하지 않으므로, 수분이 공급되지 않아 건조해져 불투명한 하얀색이 되는 것이다.