온라인에서 비타민 C의 효능을 검색하면, 검색 창에 뜨는 효능 중 많은 내용이 피부 미용에 대한 비타민 C의 효능에 관한 정보이다. 온라인 쇼핑 공간에는 ‘보습 영양 비타민 C’, ‘비타민 C 미백’, ‘안티에이징 비타민 C’, ‘비타민 C 주름 개선’, ‘브라이트닝 비타민 C’ 등과 같은 광고 문구가 넘쳐난다.

화장품 또는 피부 미용의 시장에서 비타민 C는 여전히 매력적인 소재로 인식되고 있고, 이미 비타민 C 함유 세럼이나 크림, 로션, 마스크팩 등 제품의 유형도 다양하다.

식품의약품안전처는 엄격한 기준에 따라 특정 효능에 대한 과학적 근거를 가진 안전한 향장품을 기능성화장품으로 인증하여 소비자를 보호하고 고시에 따라 일정 범위의 표시와 광고를 허용하여 안정적인 시장을 보장하고 있다.

그러므로 과학적 근거에 기초하여 안전하고 유효한 향장품 소재를 구하는 일은 기능성화장품 산업의 성패를 좌우하는 열쇠이다. 이런 점에서 부작용이나 독성의 위험이 매우 낮은 비타민 C로 우리의 외모를 더 건강하고 아름답게 유지할 수 있다면 더 바랄 나위가 없을 것이다.

이번 칼럼에서는 비타민 C가 실제로 피부 미용에 어떤/얼마나 효능을 나타내며, 그 과학적 근거가 무엇인지를 살펴보고자 한다.

# 법령상 ’기능성화장품‘이란?

「화장품법 제2조」는 ‘기능성화장품’을 ①피부의 미백에 도움을 주는 제품, ②피부의 주름 개선에 도움을 주는 제품, ③피부를 곱게 태워주거나 자외선으로부터 피부를 보호하는 데에 도움을 주는 제품, ④모발의 색상 변화·제거 또는 영양공급에 도움을 주는 제품, ⑤피부나 모발의 기능 약화로 인한 건조함, 갈라짐, 빠짐, 각질화 등을 방지하거나 개선하는 데에 도움을 주는 제품으로 정의하였다.

이를 보충하여 설명한 총리령인 「화장품법 시행규칙 제2조(기능성화장품의 범위)」는 ‘기능성화장품’을 ①피부에 멜라닌 색소가 침착하는 것을 방지하여 기미ㆍ주근깨 등의 생성을 억제함으로써 피부의 미백에 도움을 주는 기능을 가진 화장품, ②피부에 침착된 멜라닌색소의 색을 엷게 하여 피부의 미백에 도움을 주는 기능을 가진 화장품, ③피부에 탄력을 주어 피부의 주름을 완화 또는 개선하는 기능을 가진 화장품, ④강한 햇볕을 방지하여 피부를 곱게 태워주는 기능을 가진 화장품, ⑤자외선을 차단 또는 산란시켜 자외선으로부터 피부를 보호하는 기능을 가진 화장품, ⑥모발의 색상을 변화[탈염(脫染)ㆍ탈색(脫色)을 포함한다]시키는 기능을 가진 화장품.

다만, 일시적으로 모발의 색상을 변화시키는 제품은 제외한다, ⑦체모를 제거하는 기능을 가진 화장품. 다만, 물리적으로 체모를 제거하는 제품은 제외한다, ⑧탈모 증상의 완화에 도움을 주는 화장품. 다만, 코팅 등 물리적으로 모발을 굵게 보이게 하는 제품은 제외한다, ⑨여드름성 피부를 완화하는 데 도움을 주는 화장품. 다만, 인체 세정용 제품류로 한정한다, ⑩피부장벽(피부의 가장 바깥쪽에 존재하는 각질층의 표피를 말한다)의 기능을 회복하여 가려움 등의 개선에 도움을 주는 화장품, ⑪튼살로 인한 붉은 선을 엷게 하는 데 도움을 주는 화장품으로 정의하였다.

이러한 기능성에 기초하여 비타민 C를 함유한 화장품 중 일부가 ‘미백’이나 ‘주름 개선’, ‘보습’의 기능성화장품으로 인증·시판되고 있다. 피부의 바깥층은 장벽 기능을 제공하고, 안쪽 진피층은 피부의 강도와 탄력을 유지하며 표피에 영양을 공급한다.

정상 피부에 고농도로 분포하는 비타민 C(표피-6∼64mg/100g 조직; 진피-3∼13mg/100g 조직)는 콜라젠 합성을 촉진하고, 자외선으로 인한 광 손상으로부터 보호하고 항산화 작용을 하는 등의 기능을 지원한다. 피부의 비타민 C는 혈액에서 공급되나 축적 또는 저장되지 않아서 혈액을 통해 매일 필요량을 공급해야 한다.

노화나 광 손상, 산화성 공격의 환경에서 비타민 C의 양이 저하됨을 보면, 피부 보호에 비타민 C가 어떤 역할을 하고 있음을 추정할 수 있다. 비타민 C 결핍 상황에서는 콜라젠 형성 부진과 각질층의 두꺼워짐, 결합 조직의 취약과 형태 소실로 인한 피하출혈 등이 발생한다. 이러한 근거에 기초하여 피부 보호를 위해 비타민 C를 국소에 적용할 수 있으나, 최적 효능에 필요한 비타민 C의 도포 조건은 명확하게 정립되지 않았다.

# 콜라젠 형성에서 비타민 C의 효과(주름 개선)

비타민 C는 콜라젠의 합성과 3차 구조 안정화의 주 효소인 라이신과 프롤린 수산화효소(lysyl and prolyl hyroxylase)의 보조 인자로 작용하며, 콜라젠(collagen) 유전자의 발현을 촉진한다. 콜라젠은 피부의 섬유아세포(fibroblast)에서 생성되어 기저막과 진피의 탄력적 단백 기질을 형성한다. 콜라젠 수산화효소는 비타민 C에 의존적이어서 비타민 C가 없으면 콜라젠 합성이 감소하고 가교 결합도 감소한다.

비타민 C 결핍 GULO 마우스를 이용한 동물 연구에서 콜라젠의 안정성이 비타민 C의 가용성에 따라 달라지며, 이는 수산화효소에 의해 형성된 콜라젠 가교 결합의 안정화 기능을 반영하였다. 비타민 C는 수산화를 통해 콜라젠 분자를 안정화함과 함께 섬유아세포에 의한 콜라젠 mRNA 생성을 촉진한다.

주요 피부 콜라젠은 I형과 Ⅲ형으로 피부의 탄력성 유지에 필요한데, 노화에 따라 그 합성이 감소하여 콜라젠 부족은 주름으로 표출된다. 수용성인 비타민 C는 콜라젠 형성의 주요 촉진제이지만 표피 각질층 장벽을 잘 통과하지 못하기 때문에, 단순히 피부에 비타민 C를 바르는 것은 소용이 없다.

표피 통과를 위해선 비타민 C-팔미테이트나 비타민 C-스쿠알렌 결합체 같은 친유성 비타민 C 제형이 필요하다. 경구투여한 비타민 C는 비타민 C 수송체를 통해 흡수되어 혈류를 따라 섬유아세포(fibroblast)에 이를 수 있고 수송체를 통해 세포 내로 들어가서 콜라젠 생합성에 이용될 수 있다.

그러므로 단순 비타민 C 도포보다는 비타민 C 복용이 피부층에서 콜라젠 생합성 촉진에 유효하고, 피부의 탄력성 유지에도 더 유효할 수 있다.

# 색소 침착에서 비타민 C의 효과(미백)

생리적 조건에서 비타민 C는 광-보호, 피부 강화와 피부 내 색소 침착의 방지에 유효할 수 있다. 피부에서 색소 침착의 주범은 멜라닌인데, 멜라닌은 멜라닌세포(melanocyte)의 멜라닌소체(melanosome)에서 생성되어 침착된다.

멜라닌은 타이로신(tyrosine)에 티로시나아제(tyrosinase)가 작용하여 DOPA→DOPA quinone을 거쳐 생성된다(그림 2). 비타민 C는 티로시나아제 활성 부위에서 구리(Cu) 이온과 상호작용하여 티로시나아제 효소의 작용을 억제한다.

또한, 비타민 C는 강력한 환원제로서 도파퀴논을 도파로 환원 즉, 멜라닌 전구체의 산화를 억제하여 멜라닌 생성으로의 진행을 막는다. 비타민 C는 이미 형성된 산화형 멜라닌(유멜라닌)을 환원시켜 미백 효과를 유도할 수 있다.

그리고 자외선(UV)은 피부에서 활성산소종(ROS)의 생성을 증가시키고 이 산화 스트레스가 티로시나아제 활성과 멜라닌 생성을 자극하는데, 비타민 C의 항산화 활성이 UV로 유도되는 멜라닌 과생성을 차단할 수 있다는 주장도 있다.

싱가포르의 Lee, GSK의 연구(J Cosmet Laser Ther. 10(4):234-6)에서 중간 용량의 비타민 C 정맥 주사가 레이저 시술 후 색소 침착의 치료에 유의미한 효과를 나타냈다. 또한, Sanadi, RM의 연구 논문 분석 자료(J Oral Maxillofac Pathol. 24(2):374–382)에 따르면, 피부과에서 비타민 C가 색소 제거제로 사용되고 있다.

피부 색소 침착과 잇몸 멜라닌 색소 침착 치료에 사용되고 있음이 확인되었다. 다만, 잇몸에서 멜라닌 침착의 치료제로서 비타민 C의 사용에 관한 연구는 제한적이었다.

여기서도 비타민 C의 적정 농도가 필요하다. Melanocyte에 적정량의 비타민 C가 있을 때 멜라닌 합성도 억제할 수 있다. 한 연구 보고에 따르면, 비타민 C가 타이로신, 아연과 함께 섭취할 때 비타민 C만을 섭취했을 때보다 비타민 C의 생체이용률(bioavailability; 흡수율)가 20배까지 증가하였다.

이외에도, 비타민 C는 다른 기전으로 피부의 건강에 다양한 긍정적 영향을 미친다. 피부 각질형성세포는 고농도의 비타민 C를 축적할 수 있으며, 이는 자외선으로부터 피부를 보호할 수 있다. 배양된 각질형성세포 분석 결과, 비타민 C는 항산화 효소의 유전자 발현과 인지질의 축적에 영향을 미치고, 각질층 형성과 상피세포의 분화를 촉진한다.

일부 연구자들은 임상 연구 결과에 기초하여 비타민 C가 자외선 차단 효과를 나타내고 비타민 C의 항산화 활성이 피부의 노화 증상을 개선할 수 있다고 주장하였다. 잘 수행된 여러 중재 연구에서 건강한 피부는 과일 및 채소의 섭취와 긍정적인 연관성을 보였고, 그 효과는 비타민 C의 활성과 밀접한 관련이 있는 것으로 추정하였다.

미국의 Food and Nutrition Board는 성인 기준으로 비타민 C를 하루에 75∼90 mg 복용하기를 권고하였고 감내할 수 있는 용량은 2g까지로 제한하였다. 오렌지 주스 3/4컵이면 비타민 C 1일 권장량을 채울 수 있다.

여러 연구 결과에 따르면, 미백(멜라닌 생성 억제) 또는 주름 개선(콜라젠 생성 촉진) 효과를 기대할 수 있는 비타민 C 복용량은 500∼1,000 mg/day이다. 어떻든 비타민 C는 피부 건강에 중요한 요소이며 개인의 선호에 따라 다양한 형태의 비타민 C를 복용하거나 피부에 적용할 수 있으나, 하루에 1,000mg이면 충분하다.

* 외부 필자의 기고와 칼럼은 본지의 편집 방침과 다를 수 있습니다.