<어린이과학동아> 편집부는 겨울 휴가 이야기로 시끌벅적합니다. 따뜻한 나라로 여행을 다녀왔거나, 집에서 휴식을 취한 팀원들의 이야기를 들을 수 있었죠. 그런데 겨울 휴가를 다녀온 박연정 기자의 얼굴이 어딘가 이상합니다.

[통합과학 개념 이해하기]

햇빛을 쬐면 왜 피부가 탈까?

피부는 크게 표피, 진피, 피하조직으로 나눌 수 있습니다. 이 중 표피는 피부 가장 바깥에 있는 부위예요. 햇빛 속의 강한 자외선이나 세균, 바이러스 같은 외부의 위험으로부터 피부를 지키는 역할을 해요. 각질을 만들어 피부 안의 수분이 바깥으로 증발하지 않도록 도움을 주기도 하지요.

표피는 다섯 개의 층으로 이루어져 있습니다. 아래에서부터 기저층, 유극층, 과립층, 투명층, 각질층으로 나뉘어요. 그중 기저층은 표피에서 가장 깊은 층으로, 멜라노사이트, 각질형성세포 등 피부를 이루는 다양한 세포가 만들어집니다.

멜라노사이트는 멜라닌을 만드는 세포예요. 멜라닌은 피부나 머리카락, 눈동자의 색깔을 결정하는 색소입니다. 갈색, 검은색 등 다양한 색깔이 나타날 수 있어요. 멜라노사이트 안에는 멜라노솜이라는 주머니 모양의 작은 기관이 있어요. 멜라노솜에서 멜라닌이 만들어져 저장되고, 멜라노솜이 다른 세포로 이동하면서 멜라닌이 전달됩니다. 갈색을 띠는 멜라닌이 많으면 피부나 머리 색깔이 어두워져요. 반대로 멜라닌이 적을수록 밝은색을 띠지요.

우리 몸에서는 평소에도 멜라닌이 만들어져요. 그래서 사람마다 자신의 피부색이나 머리카락 색깔이 유지될 수 있지요. 하지만 강한 햇빛을 받아 자외선에 많이 노출되면 멜라노사이트는 피부를 보호하기 위해 멜라닌을 더 많이 만듭니다. 이렇게 만들어진 멜라닌은 주변의 각질형성세포에 전달됩니다.

이때 각질형성세포는 멜라닌을 포함한 채 표피의 위쪽에 있는 각질층으로 이동합니다. 이 과정에서 멜라닌이 피부 표면 가까이 운반돼요. 그래서 피부색이 점점 더 짙어져 보이는 것이지요. 시간이 지나 어두워진 각질층이 자연스럽게 벗겨지면 피부색도 원래의 색깔로 돌아와요. 다만, 햇볕을 계속 쬐는 등 피부에 자극이 계속되면 멜라닌이 계속 만들어져 피부가 검게 유지될 수 있습니다.

피부가 타는 과정

1. 피부는 표피, 진피, 피하조직으로 구성돼 있다. 그중 표피는 다섯 개의 층으로 구성돼 있다.

2. 기저층의 멜라노사이트에서 멜라닌이 만들어진다.

3. 햇빛의 자외선을 받으면 멜라노사이트는 피부를 보호하기 위해 멜라닌을 많이 분비한다.

4. 각질형성세포에 멜라닌이 전달된다. 각질형성세포가 각질층으로 이동하면서 피부색이 짙어진다.

5. 어두운색 세포가 각질층에서 벗겨지면 피부색이 원래대로 돌아온다.

[통합과학 넓히기]

흰머리, 암을 막는다?

일본 도쿄대학교 의과학연구소 연구팀은 흰머리가 나는 현상이 암을 막는 과정과 관련될 수 있다는 연구 결과를 국제 학술지 ‘네이처 셀 바이올로지’에 2025년 10월 6일 발표했습니다.

흰머리는 보통 멜라닌을 만드는 세포인 멜라노사이트의 수가 줄어들면서 생깁니다. 멜라노사이트가 줄어들어 머리카락 안의 멜라닌이 감소하면 머리카락이 하얗게 보여요. 머리카락에서 멜라닌이 사라진 빈 공간이 빛을 모두 반사하는데, 이것이 우리 눈에 하얗게 보이기 때문이에요. 그런데 이런 흰머리가 우리 몸이 암세포를 막기 위해 만들어낸 것일 수 있다는 연구 결과가 발표된 거예요. 우리 몸이 자외선에서 피부를 지키려고 멜라닌을 더 많이 만들듯이, 멜라닌 양을 적게 조절해서 암으로부터 몸을 지킬 수 있다는 거예요.

연구팀은 생쥐에게 강한 방사선을 쏘고 피부 세포의 변화를 관찰했어요. 연구팀이 방사선을 쏜 이유는 피부 세포에 스트레스를 주기 위해서예요. 방사선은 에너지가 높아 피부 세포 안에 들어가면, 유전 물질인 DNA를 망가뜨릴 수 있어요. DNA가 망가지면 세포가 제대로 자라지 못하거나, 비정상적으로 커질 수 있는데 이런 환경에선 암세포가 생기기 쉬워요.

▲Dermanonymous(W)

흑색종.

실험 결과, DNA가 손상된 피부 세포는 흑색종으로 발전했어요. 흑색종은 멜라노사이트에서 생기는 피부암이에요. 방사선 때문에 DNA가 망가졌고, DNA가 망가진 피부 세포가 계속 자랐어요. 이 과정에서 비정상적인 세포들이 쌓이게 됐고, 결국 흑색종으로 발전하게 된 거예요. 반면, 몇몇 피부 세포는 멜라노사이트를 만들지 않았어요. 그래서 흰머리가 났는데, 이런 경우에는 흑색종이 생기지 않는 것을 확인했습니다. 연구팀은 “흰머리는 단순히 나이가 들어서 생기는 것뿐 아니라 망가진 세포를 스스로 없애 암으로 가는 길을 막는 방어 반응일 수 있다”고 덧붙였습니다.

피부의 두 가지 반응

▲GIB