수면 부족과 경피수분손실 연구를 해석할 때 확인해야 할 조건

수면 부족과 경피수분손실(TEWL)의 관계를 연구 결과로 살펴봅니다. 수면 시간뿐 아니라 측정 시점, 온도·습도, 측정 부위, 피부 장벽 손상 여부에 따라 TEWL 결과가 달라질 수 있는 이유를 이해합니다.

밤을 제대로 자지 못한 다음 날 피부가 평소보다 건조하거나 푸석하게 느껴진 경험이 있을 수 있습니다. 이런 현상을 설명할 때 자주 등장하는 지표가 경피수분손실(Transepidermal Water Loss, TEWL)입니다.

실제로 일부 사람 대상 연구에서는 수면 시간이 줄어든 뒤 TEWL이 증가하거나 피부 장벽 회복이 느려지는 현상이 관찰됐습니다. 그렇다고 해서 “잠을 몇 시간 덜 자면 TEWL이 반드시 올라간다”라고 단순하게 정리할 수는 없습니다.

TEWL은 수면만의 영향을 받는 값이 아니기 때문입니다.

측정한 시간, 피부 부위, 실내 온도와 습도, 피부 장벽 상태, 참가자의 연령과 성별, 수면을 얼마나 오래 제한했는지에 따라서도 값이 달라질 수 있습니다.

따라서 수면과 TEWL 연구를 제대로 읽으려면 숫자 하나보다 먼저 연구가 어떤 조건에서 진행됐는지를 살펴봐야 합니다.

TEWL은 피부 속 수분량 자체를 의미하지 않습니다

TEWL을 이해하려면 먼저 무엇을 측정하는 지표인지 구분해야 합니다.

우리 몸의 수분 일부는 피부의 가장 바깥쪽에 있는 각질층을 통과해 외부로 이동합니다. 이렇게 피부를 통해 외부로 빠져나가는 수분의 흐름을 측정한 것이 TEWL입니다.

일반적으로 피부 장벽의 수분 차단 기능이 안정적으로 유지된다면 수분이 지나치게 빠르게 빠져나가는 것을 제한할 수 있습니다. 반대로 장벽이 교란된 상황에서는 수분 이동이 증가하면서 TEWL이 높아질 수 있습니다.

하지만 TEWL이 곧바로 ‘피부 수분량’을 의미하는 것은 아닙니다.

각질층 수분량은 각질층에 얼마나 많은 수분이 존재하는지를 보는 개념이고, TEWL은 피부를 통과해 외부로 이동하는 수분의 흐름을 평가하는 지표입니다.

따라서 어떤 연구에서 피부 수분량이 감소했다고 해서 반드시 같은 비율로 TEWL이 증가한다고 예상해서는 안 됩니다.

두 지표는 서로 관련될 수 있지만 측정하는 대상이 다릅니다.

수면을 줄였을 때 TEWL 증가가 관찰된 연구가 있습니다

수면 제한과 피부 변화를 직접 측정한 사람 대상 연구도 있습니다.

2022년 Journal of Sleep Research에 발표된 연구에서는 건강하고 평소 수면 상태가 양호한 30~55세 여성 24명을 대상으로 수면 시간을 제한했습니다.

참가자들은 이틀 동안 밤마다 약 3시간만 자도록 했고, 연구진은 수면 제한 전후에 피부 수분량, TEWL, 피부의 생체역학적 특성, pH와 같은 여러 지표를 측정했습니다.

그 결과 수면 제한 후 피부 수분량은 감소했고 TEWL은 증가하는 변화가 관찰됐습니다. 피부 pH와 일부 물리적 특성에서도 변화가 보고됐습니다.

이 연구는 비교적 짧은 기간에도 심한 수면 제한이 피부 측정값에 영향을 줄 가능성을 보여줍니다.

하지만 여기서 중요한 조건이 있습니다.

연구 참가자는 24명의 건강한 여성이었고 수면 제한 조건도 ‘평소보다 조금 늦게 잔 상태’가 아니라 이틀 연속 약 3시간만 자도록 한 비교적 강한 수면 제한이었습니다.

따라서 이 결과를 이용해 모든 사람에게 “하루 1~2시간 덜 자도 같은 정도로 TEWL이 증가한다”고 확대해서 해석할 수는 없습니다.

만성적으로 수면 상태가 좋지 않은 사람을 조사한 연구도 있습니다

단기간의 수면 제한뿐 아니라 평소 수면 상태와 피부 장벽 기능의 관계를 조사한 연구도 있습니다.

60명의 건강한 여성을 대상으로 진행된 연구에서는 참가자를 수면 상태가 좋은 집단과 좋지 않은 집단으로 구분했습니다.

수면 상태가 좋지 않은 집단은 Pittsburgh Sleep Quality Index(PSQI) 점수가 높고 수면 시간이 하루 5시간 이하인 여성들이었고, 좋은 수면 집단은 PSQI 점수가 낮으면서 하루 7~9시간 정도 수면을 취했습니다.

연구에서는 수면 상태가 좋지 않은 집단에서 기저 TEWL이 더 높게 관찰됐습니다.

또한 테이프 스트리핑(tape stripping)으로 각질층 장벽을 인위적으로 교란한 뒤 회복 과정을 관찰했을 때 수면 상태가 좋은 집단에서 72시간 후 피부 장벽 회복 정도가 더 크게 나타났습니다.

여기서 테이프 스트리핑은 접착 테이프를 반복적으로 피부에 붙였다 떼어 각질층 일부를 제거함으로써 피부 장벽을 실험적으로 교란하는 방법입니다.

이 연구는 평소 수면 상태와 피부 장벽 기능 사이에 연관성이 존재할 가능성을 보여줍니다.

그러나 이런 연구 역시 “수면 부족이 TEWL 상승의 유일한 원인”이라는 의미는 아닙니다.

평소 수면 상태가 다른 사람들은 생활 습관, 스트레스, 식습관, 환경 노출 등 다른 조건에서도 차이를 보일 수 있기 때문입니다.

따라서 관찰된 관계와 직접적인 인과관계는 구분해야 합니다.

‘수면 부족’이라는 조건부터 연구마다 다릅니다

수면 연구를 비교할 때 가장 먼저 확인해야 하는 것이 수면 제한 방식입니다.

예를 들어 다음 조건은 모두 ‘수면 부족’으로 표현될 수 있습니다.

• 하룻밤을 완전히 자지 않는 총수면박탈
• 이틀 동안 하루 3시간만 자는 수면 제한
• 여러 날 동안 하루 4시간씩 자는 수면 제한
• 평소 하루 5시간 이하로 자는 생활 습관
• 수면 시간은 충분하지만 수면의 질이 낮은 상태

몸이 받는 생리적 부담은 이 조건마다 같지 않습니다.

실제로 40대 한국 여성 32명을 대상으로 한 연구에서는 첫 주에 밤마다 8시간, 다음 주에는 밤마다 4시간씩 6일 동안 자도록 하여 피부 상태의 변화를 비교했습니다.

수면 제한이 진행되면서 피부 수분량 감소와 탄력·피부 표면 특성 등의 변화가 관찰됐지만 모든 지표가 같은 시점에 동일한 방식으로 변화한 것은 아니었습니다.

이처럼 한 지표에서 변화가 관찰됐다고 해서 피부의 모든 기능이 동시에 같은 속도로 변화한다고 볼 수 없습니다.

따라서 논문에서 ‘sleep deprivation’이나 ‘sleep restriction’이라는 단어만 확인하지 말고 실제로 몇 시간 동안, 며칠에 걸쳐 수면을 제한했는지까지 확인해야 합니다.

TEWL은 측정 시간에 따라서도 달라질 수 있습니다

피부는 하루 종일 완전히 동일한 상태에 머물러 있지 않습니다.

피부 온도, 피지 분비, 수분 상태와 TEWL을 포함한 여러 생리학적 지표에는 하루 주기 변화가 보고돼 있습니다.

최근 건강한 여성을 대상으로 24시간 동안 피부 생리 지표를 반복 측정한 연구에서도 TEWL과 피부 수분, 피부 표면 온도 등에서 시간에 따른 주기적 변화가 관찰됐습니다.

이 때문에 오전에 측정한 TEWL과 밤에 측정한 TEWL을 아무런 보정 없이 직접 비교하면 수면의 영향과 시간대의 영향을 구분하기 어려울 수 있습니다.

좋은 연구에서는 가능한 한 비교 측정을 같은 시간대에 실시하거나 시간대라는 변수를 고려합니다.

실제로 앞서 살펴본 수면 제한 연구에서도 수면 제한 전후 피부 지표를 같은 시간대에 비교하려는 설계가 사용됐습니다.

수면 연구에서 ‘언제 측정했는가’가 중요한 이유입니다.

실내 습도도 TEWL 결과를 흔들 수 있습니다

TEWL은 피부에서 외부로 이동하는 수분을 측정합니다.

그렇다면 피부 주변 공기의 조건도 무시할 수 없습니다.

특히 상대습도와 온도는 피부 표면과 외부 환경 사이의 수분 이동 조건을 변화시킬 수 있습니다.

11명의 건강한 여성을 대상으로 수면 중 습도 조건을 비교한 연구에서는 상대습도 30% 미만의 저습도 환경과 70%를 넘는 고습도 환경에서 밤을 보낸 뒤 피부 수분량, 피지와 TEWL 등을 측정했습니다.

이 연구처럼 수면 중 피부 상태를 연구할 때는 단순히 몇 시간을 잤는지만 보는 것이 아니라 침실의 습도와 온도까지 연구 조건으로 관리할 필요가 있습니다.

예를 들어 두 집단의 수면 시간은 같더라도 한쪽은 매우 건조한 방에서 자고 다른 쪽은 적정 습도에서 잤다면 다음 날 측정값의 차이를 전부 수면 때문이라고 설명하기 어렵습니다.

수면 연구에서 온도와 습도를 일정하게 통제하는 이유가 여기에 있습니다.

어느 피부에서 측정했는지도 확인해야 합니다

TEWL은 신체 모든 부위에서 동일하지 않습니다.

얼굴, 팔, 손등처럼 피부 구조와 외부 노출 정도가 다른 부위에서는 기본적인 장벽 특성도 다를 수 있습니다.

실제로 사람 피부를 여러 부위에서 측정한 연구에서는 측정 위치에 따라 TEWL과 각질층 수분량 등에 차이가 나타났습니다.

따라서 한 연구에서 팔의 TEWL을 측정하고 다른 연구에서 얼굴의 TEWL을 측정했다면 두 값을 단순히 숫자만 놓고 비교하기는 어렵습니다.

특히 얼굴은 세안, 화장품, 자외선, 온도 변화 등 외부 요인에 반복적으로 노출되는 부위입니다.

연구 결과를 읽을 때는 측정 장비뿐 아니라 ‘어디에서 측정했는가’를 함께 확인해야 합니다.

정상 피부인지 장벽을 일부러 손상시킨 피부인지도 다릅니다

TEWL 연구에서는 정상 피부의 기저값을 측정하기도 하지만, 일부 연구에서는 피부 장벽을 인위적으로 교란한 뒤 회복 능력을 평가합니다.

대표적인 방법이 앞서 설명한 테이프 스트리핑입니다.

테이프 스트리핑 후에는 각질층 장벽이 일시적으로 약해지기 때문에 TEWL이 증가할 수 있습니다.

이후 시간이 지나면서 장벽이 회복되고 TEWL이 다시 변화하는 과정을 측정하면 피부 장벽의 ‘회복 능력’을 살펴볼 수 있습니다.

따라서 다음 두 문장은 의미가 다릅니다.

“수면 상태가 좋지 않은 집단에서 정상 상태의 TEWL이 높았다.”

“피부 장벽을 손상시킨 뒤 수면 상태가 좋지 않은 집단에서 회복이 느렸다.”

첫 번째는 기저 피부 장벽 상태와 관련된 결과이고, 두 번째는 손상 이후 회복 과정에 관한 결과입니다.

같은 TEWL을 사용했더라도 연구 질문 자체가 다릅니다.

스트레스라는 변수도 함께 생각해야 합니다

수면 부족은 단순히 잠자는 시간만 줄이는 상황으로 끝나지 않을 수 있습니다.

수면을 강제로 제한하는 과정 자체가 신체적·심리적 스트레스가 될 수 있고, 스트레스 반응 역시 피부 장벽과 연결될 가능성이 있습니다.

과거 건강한 여성을 대상으로 심리적 스트레스, 수면 박탈, 운동 스트레스와 피부 장벽 기능을 조사한 연구에서도 TEWL과 장벽 회복 등이 평가됐습니다.

이런 연구를 해석할 때는 수면 시간 감소 그 자체와 수면 제한 과정에서 함께 발생한 스트레스 반응을 완벽하게 분리하기 어렵다는 점을 고려해야 합니다.

사람의 몸에서는 수면, 호르몬, 자율신경, 면역 반응, 행동 습관이 각각 독립적으로 작동하지 않습니다.

그래서 실제 사람을 대상으로 한 연구에서는 한 가지 원인만 떼어 설명하기가 생각보다 어렵습니다.

연구 결과를 볼 때 다섯 가지를 먼저 확인하면 이해가 쉬워집니다

수면과 TEWL을 다룬 연구를 읽을 때는 결과 숫자보다 다음 조건을 먼저 확인하는 것이 좋습니다.

첫째, 누가 연구에 참여했는지 확인합니다.

연령, 성별, 피부 상태와 참가자 수가 중요합니다.

둘째, 수면을 얼마나 제한했는지 확인합니다.

하루인지 여러 날인지, 3시간을 잤는지 5시간을 잤는지에 따라 조건이 크게 달라집니다.

셋째, TEWL을 어느 부위에서 언제 측정했는지 확인합니다.

피부 부위와 측정 시간대 자체가 결과에 영향을 줄 수 있습니다.

넷째, 온도와 상대습도가 통제됐는지 확인합니다.

TEWL은 주변 환경과 무관한 절대적인 숫자가 아닙니다.

다섯째, 정상 피부의 TEWL인지 장벽 손상 후 회복 과정인지 구분합니다.

같은 단위를 사용해도 연구가 평가하려는 질문은 서로 다를 수 있습니다.

‘잠을 못 자면 피부 장벽이 무너진다’보다 정확한 설명

현재 사람 대상 연구들을 종합하면 수면을 심하게 제한하거나 평소 수면 상태가 좋지 않은 조건에서 피부 수분량 감소, TEWL 변화, 피부 장벽 회복 저하 등이 관찰된 연구가 있습니다.

따라서 수면 상태와 피부 장벽 기능이 서로 관련될 가능성을 생각할 근거는 있습니다.

하지만 연구 결과를 이용해 몇 시간 이하로 자면 누구에게나 TEWL이 일정한 비율로 증가한다고 말할 수는 없습니다.

연구마다 참가자, 수면 제한 기간, 측정부위, 환경과 측정 방법이 다르고 TEWL 자체도 시간과 환경의 영향을 받기 때문입니다.

결국 수면과 피부의 관계를 이해할 때 중요한 것은 하나의 숫자를 외우는 것이 아닙니다.

“어떤 사람을, 어떤 환경에서, 얼마나 재우지 않았고, 어느 피부를 언제 측정했는가?”

이 질문을 함께 보는 것이 연구 결과를 훨씬 정확하게 읽는 방법입니다.

수면 부족과 TEWL의 관계도 같은 원칙으로 바라봐야 합니다.

참고한 신뢰 출처

1. Léger D, et al. “You look sleepy…” The impact of sleep restriction on skin parameters and facial appearance of 24 women. Journal of Sleep Research.
   건강한 여성 24명을 대상으로 이틀간 수면을 약 3시간으로 제한하고 피부 수분량, TEWL, pH 등 피부 지표를 비교한 사람 대상 연구.
   https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34971928/
2. Oyetakin-White P, et al. Does poor sleep quality affect skin ageing? Clinical and Experimental Dermatology.
   건강한 여성 60명을 수면 상태에 따라 나누고 TEWL과 테이프 스트리핑 이후 피부 장벽 회복 등을 비교한 연구.
   https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25266053/
3. Kim MA, et al. A study of skin characteristics with long-term sleep restriction in Korean women in their 40s. Skin Research and Technology.
   40대 한국 여성 32명을 대상으로 밤 8시간 수면과 밤 4시간씩 6일간 수면 제한 조건을 비교한 연구.
   https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31692145/
4. A study of skin characteristics according to humidity during sleep. Skin Research and Technology.
   수면 중 서로 다른 상대습도 환경에서 피부 수분량, 피지 및 TEWL 등의 변화를 살펴본 사람 대상 연구.
   https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30620080/
5. Altemus M, et al. Stress-induced changes in skin barrier function in healthy women. Journal of Investigative Dermatology.
   건강한 여성을 대상으로 심리적 스트레스, 수면 박탈, 운동 스트레스와 TEWL 및 피부 장벽 회복의 관계를 조사한 연구.
   https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11511309/
6. Circadian Rhythms of Skin Surface Lipids and Physiological Parameters in Healthy Chinese Women Reveals Circadian Changes in Skin Barrier Function.
   건강한 여성의 피부 수분, TEWL, 피지, 피부 온도 등 피부 생리 지표가 하루 동안 변화하는 양상을 분석한 연구.
   https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11673904/