노화피부에 대한 초음파의 효과

Abstract

[영문]

[한글]

인간의 피부는 노화가 진행됨에 따라 여러 가지 임상적, 조직학적 변화가 나타난다. 조

직학적 변화 중 가장 두드러진 것은 피부의 두께 감소, 진피내 결합조직의 감소, 탄력섬

유의 변성이다. 최근 많은 피부과 의원에서 피부의 탄력성을 높이고 주름을 감소시킬 목

적으로 초음파를 이용하여 화장품을 경피 주입하는 sonophoresis를 시술하고 있으며 유럽

에서는 예전부터 피부미용에 초음파가 사용되고 있으나 그 효과에 대한 체계적인 연구나

검증은 아직 되어 있지 않다. 기존의 연구에서 초음파에 의해 섬유아세포의 활성과 단백

질 합성이 증가한다는 보고가 있으나 그 기전은 명확히 밝혀져 있지 않고, in vivo 상태

에서 진행한 연구는 거의 보고되어 있지 않다.

본 연구자는 교원섬유와 진피두께가 감소된 노화피부에 초음파를 시술하였을 때 초음파

가 TGF-β의 발현을 증가시켜 섬유아세포를 자극하여 교원섬유의 합성을 증가시키고 진피

의 두께를 증가시킬 것이라는 가설을 세우고 이의 증명을 위해 진피성분이 감소되어 피부

가 얇아진 노화 쥐와 정상피부를 갖고 있는 젊은 쥐를 대상으로 1MHz의 초음파를 처치하

여 피부의 두께, 교원질, 탄력섬유, 기질의 변화를 알아보고, TGF-β의 발현이 증가되는

지를 살펴보고자 본 실험을 진행하였다. 피부의 두께와 진피의 밀도를 측정하기 위해 hem

atoxylin-eosin 염색을 실시하였고, 진피내 교원질의 증가를 살펴보기 위해 Massons tric

hrome 염색을 실시하였으며 영상분석기를 이용하여 그 결과를 분석하였다. 탄력섬유의 변

화를 보기 위해 Verhoeff-van Gieson 염색을 하였고, 기질의 변화를 보기 위해 alcian bl

ue 염색을 하였으며 광학현미경을 이용하여 관찰하였다. TGF-β의 발현을 보기 위해 면역

조직화학 검사를 시행하였고 영상분석기로 분석하였다. 진피 미세구조의 변화를 살펴보기

위해 전자현미경 검사를 실시하였다. TGF-β mRNA의 발현 정도를 보기 위해 RT-PCR을 시

행하였다.

노화 쥐에 초음파를 처치하였을 때 표피두께와 진피밀도는 유의한 증가를 보이나, 진피

의 두께, 탄력섬유, 기질은 뚜렷한 변화를 보이지 않았다. 젊은 쥐에 초음파를 처치하였

을 때는 노화 쥐에서 관찰된 표피두께와 진피밀도의 변화를 관찰할 수 없었다. 노화 쥐에

선 초음파 처치군에서 TGF-β 발현의 증가와 전자현미경 관찰시 초음파 처치군에서 교원

섬유가 더 촘촘하게 배열된 것을 관찰할 수 있었으나, 젊은 쥐에선 이런 변화가 관찰되지

않았다. 노화 쥐와 젊은 쥐 모두 TGF-β mRNA RT-PCR 에서 처치군의 평균값이 대조군에

비해 높게 나왔으나, 통계학적으로 유의한 차이는 없었다.

이상의 결과로부터 초음파를 노화피부에 시술시 교원섬유와 진피밀도가 증가함을 알 수

있었으며 이는 TGF-β의 증가에 의한 섬유아세포의 활성화에 의해 나타나는 것으로 생각

된다. 이에 대한 좀 더 많은 연구를 통해 노화피부의 개선에 초음파가 효과적으로 이용될

수 있을 것으로 기대된다.

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핵심 되는 말: 노화피부, 초음파, 교원질, 섬유아세포, TGF-β

The Effect of Ultrasound on Aged Skin

As human skin ages, it presents various clinical and histological changes. The

most remarkable histological changes are a decrease of skin thickness and

connective tissue, and an alteration in elastic fibers.

Recently, many dermatologists are using ultrasound as a sonophoresis for

transdermal delivery of cosmetic agents known to increase elasticity of skin and

decrease wrinkles. In Europe, ultrasound has been used for cosmetic care of skin.

However, systematic investigation conforming the effect of ultrasound on the skin

has not been done. It has been reported that the effects of ultrasound include

increased protein synthesis in the fibroblasts, but the exact mechanism is unknown.

Also, in vivo studies have not been reported.

The hypothesis was, when skin is treated by ultrasound, TGF-β expression is

increased so that fibroblasts are activated and an increases in collagen synthesis

and skin thickness follow. A treatment of 1MHz ultrasound was given to old mice

having thin skin and young mice having normal skin. Changes in skin thickness,

collagen, elastic fibers and ground substances were investigated along with

determining of TGF-β expression that was increased or not. H&E stain was used in

order to measure skin thickness and dermal density. Massons trichrome stain was

used to measure increase of collagen in the dermis. An image analyzer was used to

analyze the results. Verhoeff-van Gieson stain for elastic fiber and alcian blue

stain for ground substances were used. Immunohistochemical stain for TGF-β

expression was quantified by the image analyzer. Electron microscopic study was

performed to determine dermal ultrastructural changes. RT-PCR for TGF-β mRNA was

performed.

In the aged mice, ultrasound increased the epidermal thickness and dermal density,

but it did not increase dermal thickness, elastic fiber or ground substance. In

young mice, changes in epidermal thickness and dermal density as in aged mice were

not observed. In aged mice, an increase of TGF-β expression on immunohistochemical

stain and compact arrangement of collagen fiber on electron microscope were

observed after ultrasound. But, these changes were not found in young mice. The

expression of TGF-β mRNA was increased in the ultrasound treated aged and young

mice, but the difference was not statistically significant.

In conclusion, ultrasound is thought to increases the epidermal thickness and

dermal collagen fibers, and these effects may be resulted from the increase of

TGF-β activated fibroblasts.