습윤제·유연제·밀폐제의 차이: 보습제는 어떤 방식으로 피부 수분을 유지하는가
습윤제·유연제·밀폐제가 각각 물을 붙잡고, 거친 각질층 표면을 보완하고, 수분 증발을 줄이는 원리를 비교해 보습제가 피부 수분을 유지하는 방식을 설명합니다.
보습제를 고를 때 글리세린, 오일, petrolatum, 지방알코올처럼 서로 다른 성분을 한 제품에서 함께 볼 수 있습니다.
모두 피부를 촉촉하게 만드는 데 사용되지만 같은 방식으로 작동하는 것은 아닙니다.
보습 성분의 역할은 크게 습윤제(humectant), 유연제(emollient), 밀폐제(occlusive)라는 세 가지 기능으로 나누어 이해할 수 있습니다.
습윤제는 각질층이 물을 보유하는 환경을 만들고, 유연제는 거칠어진 피부 표면을 매끄럽게 보완하며, 밀폐제는 피부에서 외부로 빠져나가는 수증기의 이동을 줄이는 데 중심적인 역할을 합니다.
따라서 좋은 보습제를 이해하려면 “어떤 성분이 가장 좋은가”보다 피부 수분을 유지하는 여러 과정 중 어느 단계를 보완하는가를 보는 것이 중요합니다.
보습은 단순히 피부에 물을 넣는 과정이 아닙니다
피부 안쪽은 수분이 풍부하지만 외부 공기는 상대적으로 건조한 경우가 많습니다.
이 차이 때문에 물은 피부 깊은 곳에서 각질층을 거쳐 표면 방향으로 계속 이동하고 일부는 외부로 증발합니다.
동시에 각질층은 천연보습인자(NMF)와 세포간 지질을 이용해 일정량의 물을 붙잡고 있습니다.
따라서 피부 수분 상태는
물을 얼마나 보유하는가 + 피부 표면이 얼마나 안정적인가 + 물이 얼마나 빠르게 빠져나가는가
라는 여러 조건의 결과입니다.
습윤제·유연제·밀폐제는 바로 이 서로 다른 조건에 개입합니다.
습윤제는 각질층에서 물을 붙잡는 역할을 합니다
대표적인 습윤제가 glycerol, 즉 글리세린입니다.
글리세린에는 물 분자와 수소결합을 형성할 수 있는 hydroxyl group이 여러 개 존재합니다.
이 때문에 주변의 물과 잘 상호작용하고 각질층이 물을 보유하는 환경을 변화시킬 수 있습니다.
글리세린뿐 아니라 urea, propylene glycol, butylene glycol, sorbitol 같은 성분도 습윤 기능을 가질 수 있습니다.
습윤제를 흔히 “공기 중의 물을 끌어당긴다”고 표현하지만 실제 피부에서는 이보다 복잡합니다.
제품 자체에 들어 있는 물, 피부 안쪽에서 각질층 방향으로 이동하는 물, 주변 습도의 영향을 모두 받을 수 있기 때문입니다.
따라서 습윤제는 각질층에서 물과 상호작용해 수분 보유 능력을 높이는 성분이라고 이해하는 것이 더 정확합니다.
사람 피부에서도 습윤제의 수분 증가가 확인됐습니다
2014년 건강한 사람을 대상으로 한 무작위 이중맹검 대조 연구에서는 glycerol과 urea가 포함된 수용성 제형을 팔 피부에 적용하고 피부 수분과 TEWL, 피부 투과성을 측정했습니다.
연구에서는 glycerol과 urea가 제형의 water activity가 낮아진 조건에서도 각질층 수분 증가에 기여했습니다.
이 결과는 피부에 바르는 제품의 물 함량만으로 보습력을 설명할 수 없으며, 물과 상호작용하는 습윤 성분도 중요하다는 점을 보여줍니다.
다만 연구에서 사용한 특정 농도와 제형을 모든 화장품에 그대로 적용할 수는 없습니다.
유연제는 물보다 피부 표면의 거칠기에 더 직접적으로 작용합니다
피부가 건조하면 각질세포 가장자리가 들뜨고 표면의 미세한 높낮이가 커질 수 있습니다.
이때 손가락으로 만졌을 때 까칠하거나 뻣뻣하게 느껴질 수 있습니다.
유연제는 이러한 각질층 표면과 각질세포 사이의 불규칙한 공간에 퍼지면서 표면을 매끄럽게 만드는 데 관여합니다.
여러 오일, ester, 지방산, 지방알코올 등이 유연 기능을 가질 수 있습니다.
쉽게 표현하면 습윤제가 물을 붙잡는 역할이라면 유연제는 거친 표면의 미세한 틈을 보완하는 역할에 가깝습니다.
그래서 유연제를 바른 뒤 피부가 즉시 부드럽게 느껴질 수 있지만 이것이 피부 장벽의 모든 구조가 생물학적으로 회복됐다는 뜻은 아닙니다.
피부가 부드러워진 것과 수분량이 증가한 것은 같은 지표가 아닙니다
보습제를 사용한 뒤 피부가 부드러워졌다면 사용자는 “수분이 많아졌다”고 느끼기 쉽습니다.
하지만 촉감과 각질층 수분량은 별개의 특성입니다.
유연제는 표면 마찰과 거칠기를 줄일 수 있고, 습윤제는 각질층의 수분량을 높이는 방향으로 작용할 수 있습니다.
두 기능이 하나의 제품에 함께 존재하면 실제 사용자는 이 변화를 하나의 ‘촉촉함’으로 느끼게 됩니다.
따라서 연구에서는 피부 촉감뿐 아니라 corneometry로 측정한 수분량이나 TEWL처럼 서로 다른 지표를 구분해서 평가합니다.
밀폐제는 피부에서 물이 빠져나가는 속도를 줄입니다
대표적인 밀폐 성분은 petrolatum입니다.
Petrolatum은 피부 표면에 수증기 이동을 방해하는 막을 형성합니다.
이 막이 물의 이동을 완전히 차단하는 것은 아니지만 피부와 외부 공기 사이에 추가적인 저항을 만들어 수분이 빠져나가는 속도를 낮출 수 있습니다.
그 결과 각질층에 물이 더 오래 머무르면서 수분량도 증가할 수 있습니다.
즉, 밀폐제의 핵심은 물을 새로 만들어내는 것이 아니라 이미 피부에 존재하는 물이 지나치게 빨리 증발하지 않도록 하는 것입니다.
Petrolatum의 밀폐 효과는 사람 피부에서도 관찰됐습니다
사람 피부에 petrolatum과 여러 보습 제품을 적용한 연구에서는 petrolatum이 피부를 통한 수분 손실을 크게 감소시키는 것으로 나타났습니다.
한 연구에서는 실험 조건에서 petrolatum이 수분 손실을 약 절반 정도 감소시켰습니다.
하지만 이 수치를 “petrolatum은 언제나 TEWL을 정확히 50% 줄인다”는 공식으로 사용해서는 안 됩니다.
바르는 양, 피부 상태, 적용 시간, 주변 온도와 습도에 따라 실제 결과가 달라질 수 있습니다.
중요한 것은 petrolatum이 강한 occlusive 특성을 가진다는 방향성입니다.
세 기능의 차이는 한 문장으로 정리할 수 있습니다
지금까지의 내용을 가장 간단하게 연결하면 다음과 같습니다.
습윤제 → 물을 붙잡는다
유연제 → 거친 각질층 표면을 매끄럽게 한다
밀폐제 → 물이 증발하는 속도를 줄인다
하지만 실제 화장품에서는 이 세 가지 역할이 칼로 자르듯 완전히 분리되는 것은 아닙니다.
어떤 오일은 유연한 촉감을 만들면서 동시에 어느 정도 수분 증발도 줄일 수 있습니다.
Petrolatum 역시 강한 밀폐 기능과 함께 피부를 부드럽게 느끼게 할 수 있습니다.
따라서 humectant, emollient, occlusive는 성분 이름만을 분류하는 표라기보다 그 성분이 보습 과정에서 주로 어떤 기능을 담당하는지를 설명하는 개념으로 이해하는 편이 좋습니다.
실제 보습제에서는 왜 세 가지를 함께 사용할까요
건조한 피부에서는 한 가지 변화만 나타나는 것이 아닙니다.
각질층의 수분이 부족할 수 있고, 표면이 거칠어질 수 있으며, 피부에서 외부로 빠져나가는 수분도 많아질 수 있습니다.
그래서 실제 크림과 로션에는 여러 방식의 성분을 조합하는 경우가 많습니다.
예를 들어
glycerol → 각질층의 수분 보유
지방알코올·ester·오일 → 표면의 부드러운 촉감 보완
petrolatum → 수분 증발 감소
와 같은 기능을 하나의 제형에서 함께 이용할 수 있습니다.
이 조합을 통해 피부 수분을 여러 단계에서 관리하는 것입니다.
실제로 glycerol과 petrolatum을 나누어 비교한 연구가 있습니다
건조한 피부를 가진 건강한 지원자 51명을 대상으로 한 무작위 이중맹검 교차 연구에서는 완성된 보습제와 vehicle, glycerol 추가 조건, petrolatum 추가 조건을 비교했습니다.
12시간 동안 TEWL과 corneometry를 측정한 결과 glycerol은 피부 수분량 증가와 더 직접적으로 연결됐고, petrolatum은 TEWL 감소와 연결됐습니다.
이 연구는 한 제품 안에 들어가는 서로 다른 보습 성분이 실제 피부에서 서로 다른 지표에 영향을 줄 수 있다는 점을 보여줍니다.
즉, “보습 성분은 모두 같은 역할을 한다”는 설명보다 각 성분이 서로 다른 수분 조절 단계에 참여한다고 보는 것이 더 정확합니다.
TEWL 감소와 피부 수분 증가도 같은 결과가 아닙니다
보습제 연구에서 자주 혼동되는 두 지표가 TEWL과 각질층 수분량입니다.
TEWL은 피부를 통해 빠져나가는 수증기의 흐름을 평가하는 지표입니다.
반면 corneometry 등의 수분 측정은 각질층의 전기적 특성을 이용해 수분 상태를 추정합니다.
따라서 어떤 제품이 피부 수분량은 크게 높이면서 TEWL 변화는 작게 만들 수도 있고, 반대로 강한 밀폐제가 TEWL을 낮추면서 수분 상태를 다른 방식으로 변화시킬 수도 있습니다.
수분이 많아졌다 = TEWL이 같은 비율로 감소했다고 계산할 수 없는 이유입니다.
성분 하나가 어느 범주에 속하는지만 보는 것도 한계가 있습니다
예를 들어 dimethicone은 피부에 매끄러운 촉감을 주고 표면에 막을 형성하기 때문에 흔히 occlusive로 묶여 설명되기도 합니다.
하지만 26명의 건강한 여성 피부에서 여러 silicone 성분과 petrolatum을 비교한 연구에서는 petrolatum이 뚜렷한 TEWL 감소와 수분 증가를 보인 반면, 시험한 silicone 성분들은 같은 수준의 밀폐 효과를 나타내지 않았습니다.
즉, 피부에 막을 만든다는 것과 수증기를 강하게 차단한다는 것은 같은 의미가 아닙니다.
성분의 구조에 따라 형성되는 막의 수증기 투과성이 다를 수 있기 때문입니다.
오일도 유연제와 밀폐제 기능이 겹칠 수 있습니다
식물성 오일이나 paraffin oil처럼 피부 표면에 퍼지는 지질 성분도 유연한 촉감을 만들면서 어느 정도 수분 증발을 줄일 수 있습니다.
사람 피부에서 여러 식물성 오일과 paraffin oil의 침투를 조사한 연구에서는 대부분 각질층의 상부 층까지만 이동했고 TEWL 측정에서는 일부 semi-occlusive 특성이 관찰됐습니다.
그러나 petrolatum의 밀폐 효과가 가장 강했습니다.
따라서 ‘오일’이라고 해서 모두 같은 강도의 occlusion을 만드는 것은 아닙니다.
유연제와 밀폐제의 경계가 겹칠 수 있다는 점을 보여주는 예입니다.
제품의 성분표만 보고 실제 보습력을 완전히 예상하기 어려운 이유
화장품은 개별 원료를 따로 피부에 바르는 것이 아니라 하나의 제형으로 사용합니다.
같은 glycerol 농도를 가지고 있어도 물과 기름의 비율, 유화 구조와 함께 들어 있는 occlusive 성분에 따라 피부에서 나타나는 결과가 달라질 수 있습니다.
실제로 30명의 건조 피부 지원자를 대상으로 urea와 hydrophilic petrolatum을 포함한 서로 다른 보습 제형을 비교한 연구에서는 비슷한 핵심 성분을 사용해도 완성된 제형에 따라 TEWL과 수분량의 변화에 차이가 나타났습니다.
연구진은 이런 차이에 excipient, 즉 제형을 구성하는 보조 성분들의 영향도 있을 가능성을 제시했습니다.
따라서 성분 하나의 존재 여부보다 완성된 제형 전체가 피부에서 어떻게 작동하는지가 중요합니다.
건조한 피부라고 모든 사람에게 같은 조합이 필요한 것은 아닙니다
피부 상태에 따라 필요한 보습 방식의 비중은 달라질 수 있습니다.
각질층 수분 부족이 두드러지는 피부에서는 humectant가 중요한 역할을 할 수 있습니다.
피부 표면이 거칠고 각질이 들뜬 경우에는 emollient의 촉감 보완이 도움이 될 수 있습니다.
외부 환경이 매우 건조하거나 수분 증발을 줄이는 것이 필요한 상황에서는 occlusive 기능이 더 중요하게 느껴질 수 있습니다.
그러나 실제 피부에서는 이러한 특징이 동시에 나타나는 경우가 많기 때문에 여러 기능을 조합한 보습제가 널리 사용됩니다.
제품을 고를 때도 “나는 습윤제만 필요하다”처럼 한 기능으로 피부 전체를 설명하기보다 실제 사용 후 건조감, 촉감과 피부 반응을 함께 보는 것이 좋습니다.
수분을 많이 공급하면 무조건 장벽도 좋아질까요
보습제의 기능과 피부 장벽 회복을 동일하게 생각하면 안 됩니다.
습윤제를 사용해 각질층 수분량이 높아질 수 있고, 밀폐제를 사용하면 TEWL이 일시적으로 낮아질 수 있습니다.
유연제를 사용하면 표면이 빠르게 부드러워질 수 있습니다.
하지만 이런 변화만으로 각질층의 세라마이드·콜레스테롤·유리지방산 배열이 모두 정상적으로 회복됐다고 판단할 수는 없습니다.
특히 피부에 제품막이 남아 있는 상태에서 측정한 낮은 TEWL에는 제품 자체의 물리적인 occlusion이 포함될 수 있습니다.
따라서 보습 효과와 피부 장벽의 구조적 회복은 연결될 수 있지만 동일한 개념은 아닙니다.
보습제 연구에서는 여러 지표를 함께 보는 이유
이제 왜 보습 연구에서 TEWL 하나만 측정하지 않는지 이해할 수 있습니다.
연구에서는 목적에 따라
각질층 수분량
TEWL
피부 표면 거칠기
마찰 계수
피부 pH
사용자가 느끼는 건조감과 촉감
등을 함께 평가할 수 있습니다.
습윤제·유연제·밀폐제가 서로 다른 방식으로 작동하기 때문에 하나의 측정값만으로 보습제 전체의 기능을 설명하기 어렵기 때문입니다.
결국 보습제는 어떤 방식으로 피부 수분을 유지할까요
처음의 질문으로 돌아가 보겠습니다.
보습제는 단순히 피부에 물을 바르는 제품이 아닙니다.
피부 수분을 유지하려면 각질층에 물이 머무를 수 있어야 하고, 거칠어진 피부 표면도 안정적으로 보완되어야 하며, 수분이 지나치게 빠르게 외부로 증발하는 것도 줄여야 합니다.
이 역할을 세 가지 기능으로 연결하면 다음과 같습니다.
습윤제(humectant) → 물과 상호작용 → 각질층의 수분 보유 증가
유연제(emollient) → 각질층 표면과 미세한 틈 보완 → 거칠기와 마찰감 감소
밀폐제(occlusive) → 피부 표면에 수증기 이동 저항 형성 → 수분 증발 감소
실제 보습제에서는 이 기능들이 서로 결합됩니다.
수분을 붙잡고 → 표면을 부드럽게 만들고 → 잡아둔 수분이 빠르게 빠져나가는 것을 줄이는 것입니다.
따라서 습윤제·유연제·밀폐제의 차이를 이해한다는 것은 어떤 하나의 성분이 가장 우수한지를 고르는 일이 아닙니다.
피부에서 물이 이동하고 머무르고 증발하는 전체 과정에서 각 성분이 어느 부분을 보완하는지 구분하는 것입니다.
이 원리를 이해하면 성분표에서 glycerol, 지방알코올, 오일과 petrolatum이 한 제품에 함께 존재하는 이유도 자연스럽게 설명할 수 있습니다.
참고한 신뢰 출처
- Draelos ZD. The science behind skin care: Moisturizers. Journal of Cosmetic Dermatology. 2018.
humectant, emollient, occlusive를 포함한 보습 성분의 역할과 피부 수분·표면 특성에 미치는 영향을 정리한 전문 검토 논문입니다.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29319217/ - Lodén M, Andersson AC, Lindberg M. Combined effects of glycerol and petrolatum in an emollient cream: a randomized, double-blind, crossover study in healthy volunteers with dry skin. Journal of Cosmetic Dermatology. 2020.
glycerol과 petrolatum의 역할을 비교해 피부 수분 증가와 TEWL 감소가 서로 다른 보습 작용임을 보여준 무작위 교차 연구입니다.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31532576/ - Fluhr JW, et al. Effects of water activity and low molecular weight humectants on skin permeability and hydration dynamics. International Journal of Cosmetic Science. 2014.
glycerol·urea와 제형의 water activity가 각질층 수분과 TEWL에 미치는 영향을 평가한 사람 대상 연구입니다.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24786192/ - Lodén M, Wessman W. The increase in skin hydration after application of emollients with different amounts of lipids. Acta Dermato-Venereologica. 1992.
petrolatum과 여러 보습 제품의 occlusion과 피부 수분 변화를 비교한 사람 피부 연구입니다.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1361276/ - Wendel V, et al. Silicones as nonocclusive topical agents. Skin Pharmacology and Physiology. 2014.
여러 silicone 성분과 petrolatum의 TEWL·피부 수분 효과를 비교해 막 형성과 강한 occlusion이 동일한 개념은 아님을 보여준 연구입니다.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24457536/ - Stamatas GN, et al. In vivo investigations on the penetration of various oils and their influence on the skin barrier. Skin Research and Technology. 2012.
식물성 오일과 paraffin oil의 각질층 침투 및 TEWL 변화를 평가한 사람 피부 연구입니다.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22092829/ - Berardesca E, Maibach HI. In vivo transepidermal water loss and skin surface hydration in assessment of moisturization and soap effects. International Journal of Cosmetic Science. 1988.
glycerol·petrolatum과 보습 제품 적용 뒤 TEWL과 각질층 수분을 함께 측정해 수분 보유와 occlusion을 구분해 평가한 연구입니다.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19456923/
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