1. Introduction

남성이든 여성이든 나이가 많든 적든 두발이 외모와 사회생활에 미치는 영향은 매우 크다.

20~60세 대한민국 1600만 남성 가운데 약 24%인 336만 명이 탈모증을 가지고 있으며, 산후 탈모나 폐경기 후 호르몬의 불균형으로 발생하는 여성인구를 감안할 때 약 700만 명의 여성들도 탈모로 인한 고민을 안고 있다.

이를 반영하듯 2002년 기준 한국 발모제 시장은 약 4000억 정도로 추산될 만큼 그 시장 규모도 커졌다.

지금까지 미국 FDA의 공인을 받은 탈모 억제 물질이 단 2가지 밖에 없는 상황에서 약물치료의 단점을 보완하고 상승효과를 기대할 수 있다는 차 세대 항 노화 물질인 코퍼 이온에 대해 보다 자세히 알아보자.

구리는 일반 대중에 널리 알려진 물질은 아니지만, 철과 아연 다음으로 인체에 풍부한 금속 이온으로 적정 구리 섭취량은 하루 평균 2.0 ~ 3.0mg (미국인 기준) 인 것으로 보고 되고 있다.

하지만 실제 음식물을 통한 섭취량은 하루 평균 0.9 ~ 1.2mg 정도이며 음식물을 통해 공급 받을 수 있는 양에는 한계가 있으므로 비타민이나 철분과 마찬가지로 충분한 양을 공급해 주어야 한다.

체내에는 Cuprcus(Copper 1 또는 Cu1+)와 Cupric(Copper 2 또는 Cu2+)의 두 가지 형태의 코퍼 이온이 존재한다.

이 가운데 백색의 Cuprous가 전체 코퍼 이온의 99%이상을 차지하며 나머지 1% 미만이 특정 아미노산과 결합하여 작용하는 청색의 Cupric이다.

간세포성장인자(Liver Cell Growth Factor)로 알려진 구리는 피부 유연성과 탄력, 혈관 및 연결조직 형성에도 필수적인 물질로 인식되었지만 지난 25년 간의 동물 및 배양세포 실험에서 조직재생에도 중요한 기능을 하는 것으로 밝혀졌다.

1970년 대 초 과학자들에 의해 인간의 혈장에서 분리된 3중 펩타이드는 외부세포막 내부의 많은 단백질에서도 찾을 수 있으며 일반적인 조직재생 과정에서 떨어져 나오기도 한다.

GHK와 같은 특정 아미노산과 결합된 코퍼 이온은 구조적으로 안정 될 뿐만 아니라(크림, 젤, 로션 과 같은 다양한 형태로 가공이 가능) 인체 내에서 발견되는 천연 구리 전달자와 유사한 방식으로 각 세포에 공급할 수 있다는 장점이 있다.

구리이온은 셀루로플라즈민(cerulo-plasmin)이라는 혈장내 단백질이나 glycyl-L-histidyl-L-lysine(GHK)같은 저 분자 구조의 펩타이드와 결합되어 인체를 구성하는 세포로 전달 된다.

1990년 대 초 GHK-Cu의 상처치유 작용을 실험하는 과정에서 실험용 쥐의 상처 주변 털이 눈에 띄게 증가한 것을 주목한 미국 프로사이트사의 연구원들에 의해 AHK(alanin-L-histidyl-L-lysine) 구조의 코퍼 이온이 발견되었다.

1997년 이를 모발제품에 적용 FDA 임상 2단계를 성공적으로 마침으로써 코퍼 이온의 우수성과 안정성은 확실한 검증을 받았다

현재, GHK/AHK 구리효소는 화학적으로 합성이 가능하며 의약품 및 다양한 종류의 피부관리제품과 화장품에 적용되고 있다.

2. Application

1) AHK-Cu와 모발성장

건강한 모낭에는 다른 체내 장기들에 비해 더 많은 구리가 존재한다. 흥미로운 점은, 정상적인 노화가 진행되면서 인체 내 구리의 축적량이 줄어든다는 사실.

모발이 가늘고 탈모가 규칙적인 경우에는 주로 안드로겐(남성 홀몬)과 관련이 있으며 유전적 영향이라 할 수 있다. 탈모가 발생할 때, 다 자란 모발(길고 거칠며 색소가 침착된 성인의 것)은 줄어드는데 이는 실제 모발의 성장기(anagen)는 짧아지고 휴지기 (telogen)는 길어지는 것과 직접 적인 연관이 있다.

모발의 성장기에 모유두에는 콜라겐과 다양한 당단백질들이 많아진다. 이러한 모낭 내 (ECM구성)물질들은 모발이 휴지기에 들어가면서 감소한다. 모낭이 성장하고 휴식을 취하는 동안 나타났다가 사라지는 이러한 물질들이야 말로 모발의 성장에 직접적으로 관여하는 성장 인자라 할 수 있다.

코퍼 이온은 세포 섬유다발과의 상호작용을 통해서 이러한 ECM 구성 물질들의 합성을 촉진 하고 모유두의 섬유다발 밀도(섬유소의 양)를 증가 시켜 주어 모발의 성장주기를 조절하는데 도움을 준다.

2) AHK-Cu와 5αR

모낭을 약화시켜 모발의 성장을 저해하는 DHT (Dihydrotestosteron)는 피부의 피지선과 땀샘에서 분비되며 남성호르몬을 DHT로 바꾸는 효소인 1형 5αR는 주로 피부의 피지선, 진피, 모낭 각질세포, 모유두, 땀샘에, 2형 5αR는 주로 전립선, 정낭, 모낭의 내모근초 부위에 분포한다.

1995년 일본 스기모토 박사는 자신의 연구를 통해서 5αR 1&2형을 억제할 수 있는 유일한 금속이온이 바로 코퍼임을 밝혀냈다. 실험결과 1형 5αR에 대해서는 1.9 mM(0.12㎍/ml)의 농도에서, 2형 5αR에 대해서는 19.2mM(1.2 ㎍/ml) 농도에서 50% 감소효과를 보였음을 발표했다.

Arkansas 대학의 John Sorenson 교수는 인간의 체내에는 혈장에 1ml당 약 1㎍이, 피부에는 그 보다 적은 양이 존재하지만 피부내 코퍼 이온의 농도는 그 이상으로 올릴 수 있다고 밝혔다.

3. Future

저분자 구조의 특정 아미노산과 결합된 코퍼 이온은 지방산의 성격을 띄며 모발을 지탱해 주는 상피층에 직접 침투가 가능하다. 코퍼 이온은 모든 세포와 장기에서 필수적으로 사용되며, 각 세포에 작용하여 Cytochrome C Oxidase(세포내 호흡 촉진작용), Superoxide Dismutase(항산화기능), Lysyl Oxidase(콜라겐과 탄력섬유를 연결하는 기능), 및 Dopamine B Hydroxylase(catecholamine을 합성)과 같은 중요한 구리의존효소의 형성을 촉발한다. 코퍼 이온과 이러한 효소체계사이의 직접적인 연관은 만성구리결핍증(Menkes 병-발육부진, 가벼운 색소침착, 비정상적(곱슬) 모발 등)으로 고생하는 환자를 통해서 쉽게 알 수 있다.

코퍼 이온이 모낭에 유익한 영향을 끼친다는 사실은 앞서 언급한 내용 외에도 다양한 연구를 통해 이미 입증되었다. 24년 이라는 결코 짧지않은 연구기간과 공인된 물질의 우수성을 바탕으로 코퍼 이온이 향 후 국내 발모시장에 어떻게 자리 매김 할 지 사뭇 기대가 된다