고주파 리프팅은 지방세포를 어떻게 바꿀까요? (EBD의 지방세포 자극 기전)

조창환 원장2026.08.21

매거진 D&PS 2025년 5월호에 실린 제 칼럼 전문입니다.

EBD는 전통적으로 목표 조직에 목표 온도를 전달해 wound healing process를 일으키는 것을 치료 모델로 삼습니다. 그런데 이와 조금 다른 메커니즘도 이야기되고 있습니다. EBD로 온도가 적당히 오르면 피부는 비특이적 반응으로 히알루론산을 곧바로 만들어 냅니다(endogenous 생성). 이런 히알루론산 발현과 국소 edema는 42℃만 넘어도 이미 나타나며, EBD를 쓰자마자 주름이 좋아지는 이유를 설명해 줍니다. 예전 오리지널 RF 디바이스가 내세운 'immediate collagen shrinkage' 메커니즘에서 가정한 것보다 훨씬 낮은 온도에서도 효과를 낼 수 있는 셈입니다.

RF를 쓴 뒤 나타나는 장기 효과도 다른 메커니즘으로 생각해 볼 필요가 있습니다. 섬유아세포가 아니라 지방세포가 늘거나 커지거나 다른 세포로 바뀌면서 용적이 변한다는 설명입니다. 지방세포가 분화하는 동안 히알루론산이 발현된다는 연구 결과도 눈여겨볼 만합니다.

실험 쥐 연구에서는 히알루론산을 고갈시키자 지방전구세포가 지방세포로 덜 분화했다는 결과가 나왔습니다. 이는 지방세포 분화를 촉진하면 히알루론산이 많아진다는 사실을 알려 줍니다. 또 자외선을 오랫동안 받으면 히알루론산 합성효소가 하향 조절되면서 진피의 히알루론산이 줄어듭니다. 거꾸로 말하면 피부지방세포를 활성화해 피부의 히알루론산 함량을 조절할 수도 있습니다.

EBD로 피부지방세포를 자극하면 C/EBPα(CCAAT/Enhancer-Binding Protein alpha)와 PPARγ(Peroxisome Proliferator-activated receptor gamma)가 발현되면서 지방 생성이 촉진됩니다. 여기에 더해 염증이 조절되고 콜라겐의 합성·분화·증식도 일어날 수 있습니다. 즉 EBD는 콜라겐 재생에만 그치지 않습니다. 눈에 보이는 볼륨을 되살리면서 콜라겐과 히알루론산 함량도 늘려, 안티에이징과 타이트닝이라는 두 가지 목적을 함께 이룰 수 있습니다.

그림 1. Adipogenesis와 관련 있는 C/EBPα, PPARγ. Schematic of the molecular pathway of genes inducing Köbberling-Dunnigan syndrome in cell differentiation of adipose tissue, apoptosis and tissue development. The Study of Genetic Mutations in Genes AGPAT2, LMNA, PPARG, PLIN1, AKT2, CIDEC in Köbberling-Dunnigan Syndrome, Shahin Asadi 외, March 2019 Journal of Diabetes & Metabolic Disorders 4(1):1-5.

고주파(RF) 전류는 피하지방에서 어디로 몰리나요?

피하지방조직 안에서 전기는 결코 고르게 흐르지 않습니다. 무엇보다 triglycerides의 전도도가 피하지방조직의 세포외기질에 있는 pericellular(세포 주위)·intercellular(세포 사이) fibrosis의 전도도보다 훨씬 낮기 때문입니다. 그래서 RF 전류는 피하조직에 고르게 퍼지지 않고 주로 이 조직의 콜라겐 구조로 몰립니다. 따라서 피하지방조직의 전류 분포는 fibrosis가 많은지 적은지에 따라 달라집니다.

RF 전류가 이렇게 몰리면 지방조직의 fibrosis에서는 전류 밀도가 크게 높아져, 지방조직 전체의 평균보다 온도가 더 오릅니다. 그 결과 pericellular와 intercellular 구조는 물론 지방세포 표면까지 선택적으로 가열됩니다. 이를 channeling effect라고 부를 수 있습니다.

얼굴의 지방세포는 부위마다 해부학적 구조가 다릅니다. 예를 들어 labial 지방 저장소는 조밀한 콜라겐 기질에 작은 지방세포 무리가 박혀 있는 구조로, 이를 fibrotic fat이라고 합니다. 반면 malar 지방 저장소는 얇은 콜라겐 구조로 덮인 성숙한(mature) 지방세포가 더 큰 덩어리(클러스터)를 이루며, 해부학에서는 이를 structured fat이라고 합니다. Buccal 지방 저장소는 이 둘과 전혀 다릅니다. 콜라겐 네트워크가 크게 줄어 있고 구조가 내장지방 조직과 많이 닮아, depot fat으로 분류합니다. 게다가 지방 저장소의 fibrosis는 나이에 따라 변하고 sexual dimorphism도 보이기 때문에, 같은 RF 치료를 해도 환자마다 반응이 다릅니다.

그림 2. 지방세포와 지방세포 주위의 ECM. 출처 : Scheme of adipose tissue components(왼쪽), Adipose tissue holds aggregates of adipocytes in an extracellular collagen matrix(오른쪽). Obesity, Metabolic Dysfunction, and Inflammation in Polycystic Ovary Syndrome, Mira Aubuchon 외. DOI:10.1007/978-1-4614-8394-6_8, Polycystic Ovary Syndrome(pp.117-144).

지방조직에서는 세포와 세포 사이의 벽이 완전히 닫혀 있어서, micromechanical 관점에서 각 지방 저장소를 'closed cell foam'이라고 할 수 있습니다. 지방조직 부피의 대부분은 triglycerides가 차지하지만, 역학적 특성은 주로 세포 주위 fibrosis가 결정하고 triglycerides는 부차적인 역할만 합니다.

피부는 이상적인 conductor도, 이상적인 dielectric도 아닙니다. 물리학에서는 이런 물질을 dielectric with losses라고 합니다. 그래서 피부는 전기에너지를 이른바 joule heat로 바꿔 써 버리기도 하고, capacitor처럼 저장하기도 합니다. 피부에서 전류가 어떻게 퍼지고 얼마나 뜨거워지는지는 전도 특성과 dielectric 특성 가운데 어느 쪽이 더 강한지에 따라 달라집니다. Dielectric 특성은 주파수에 따라 달라지는데, 물리학에서는 이를 dispersion이라고 합니다. 피부의 전도 특성이 우세하면 RF 전류는 주로 조직을 데우는 데 쓰입니다. dielectric 특성이 우세하면 이른바 displacement currents가 생기는데, 이때 전류는 주로 조직의 polarization(전하 재분배)을 일으키며 강한 가열은 필요하지 않습니다. 일반적으로 전류 주파수가 낮을수록 조직은 전도 특성을, 높을수록 dielectric 특성을 더 많이 드러냅니다. RF 주파수가 아주 높아지면 모든 재료가 dielectric처럼 움직입니다. 피하지방조직의 전기 전도도는 100㎑와 10㎒ 사이의 넓은 전류 주파수(f) 범위에서 약 σ≅0.02S/m로 거의 일정합니다. 반면 이 조직의 dielectric constant는 주파수에 크게 좌우됩니다. Dielectric constant는 f=100㎑에서 약 ε≅40, f=1㎒에서 약 ε≅15, f=10㎒에서 약 ε≅11입니다. 따라서 피하조직에서 비발열 전류 성분에 대한 발열 전류 성분의 비율은 f=100㎑에서 약 90, f=1㎒에서 약 24, f=10㎒에서 약 3입니다. 한편 전체 피부(stratum corneum, epidermis and dermis together)의 전기 전도도는 RF 주파수가 높아질수록 가파르게 올라가, f=100㎒에서 약 σ≅0.07S/m, f=1㎒에서 약 σ≅0.3S/m, f=10㎒에서 약 σ≅0.4S/m입니다. 이에 따라 피부의 발열 전류 성분과 비발열 전류 성분의 비율은 f=100㎑에서 약 0.6, f=1㎒에서 약 2.7, f=10㎒에서 약 3.6입니다.

Tissue	Conductivity (S/m)
Blood	0.7
Bone	0.02
Fat	0.03
Dry skin	0.03
Wet skin	0.25

그림 3. Conductivity of different types of biological tissue at 1㎒.

그림 4. 조직의 RF에 따른 conductivity.

그림 5. Conductivity와 free dipole의 RF 주파수별 변화.

고주파 열 자극으로 Caveolae-1을 조절할 수 있을까요?

우리 몸의 세포는 혼자 살지 않습니다. 세포 하나하나가 주변의 다른 세포, 세포 주변의 extracellular matrix와 늘 신호를 주고받습니다. 이 과정에서 여러 cytokine과 protein, 성장인자들이 돌아다니고, 각각에 맞는 세포막 receptor가 있습니다. 세포막에 있는 caveolae라는 구조는 피부 노화부터 여러 염증, 흉터, 멜라닌 형성에 이르기까지 다양한 피부 질환과 미용 치료의 타깃이 될 수 있습니다.

그림 6. 세포막의 caveolae에 위치하는 signaling molecules. Examples of signaling proteins localized in endothelial cell caveolae. 출처 : Caveolae, caveolins, cavins, and endothelial cell function: new insights, Grzegorz Sowa, Front. Physiol., 06 January 2012 Sec. Vascular Physiology, Volume 2 - 2011 | https://doi.org/10.3389/fphys.2011.00120.

그림 7. Model of caveolae and Cav-1 domains. CSD, caveolin scaffolding domain; EHD2, Eps15 homology domain 2; OD, oligomerization domain; S80, phosphorylation at Serine 80; 14, phosphorylation at Tyrosine Y14. (Created with Biorender.com). 출처 : Caveolae: Metabolic Platforms at the Crossroads of Health and Disease, Dante Maria Stea, Int. J. Mol. Sci. 2025, 26(7), 2918. https://doi.org/10.3390/ijms26072918.

Caveolae는 세포막이 세포 안쪽으로 오목하게 들어가면서 만들어지는 구조물입니다. Caveolae를 이루는 단위로는 cavin과 caveolin이 있는데, 그중 대표적인 것이 바로 caveolin-1입니다. 나이가 들면 얼굴에 주름이 잡히듯 세포 표면의 세포막에도 caveolae가 늘어납니다. 노화뿐 아니라 다른 여러 요인에 따라서도 세포막의 caveolae 숫자는 줄기도 하고 늘기도 합니다. 내피 caveolae에는 여러 signaling molecules가 모여 있으며 caveolin-1과 상호작용합니다. 여기에는 eNOS, RTK(예 : VEGF 수용체 2), GPRC(예 : bradykinin 수용체 2, endothelin 수용체, muscarinic 수용체), 이종 3이머 G단백질 하위 단위(예 : Gq), TGF-β 수용체 Ⅰ과 Ⅱ, 칼슘 채널(예 : TRPC1, TRPC4, TRPV4)이 포함됩니다.

Caveolin-1은 피부 노화와 관련된 HSP(Heat Shock Protein), 그리고 TGF-β가 늘면서 일어나는 콜라겐 합성에만 관여하지 않습니다. 나이가 들면서 얼굴 지방이 늙는 과정과도 관련이 있습니다. 관련 연구를 보면 caveolin-1의 발현이 늘면 콜라겐과 TGF-β가 줄어듭니다. 아토피피부염 환자는 건강한 사람보다 caveolin-1의 발현이 낮다는 연구도 있습니다. 상식적으로 봐도 caveolae가 적은 어린이에게는 아토피피부염이 많고, caveolae가 많아지는 성인은 아토피피부염이 덜 생깁니다. 대표적인 염증성 피부 질환인 psoriasis도 caveolin과 관련이 있어 보입니다. Caveolin-1 발현이 줄면 염증과 관련 있는 MMPs(Matrix Metalloproteinases)가 늘어납니다. 따라서 MMPs와 관련된 염증성 피부 질환이라면 어느 것이든 caveolin-1 조절이 치료 목표가 될 수 있습니다. 아토피피부염, 건선, 여드름, 흉터 등이 모두 여기에 들어갑니다.

심한 감염이나 외상, 벌어진 수술 흉터, 욕창처럼 피부가 넓게 손상된 경우에는 wound healing capacity가 떨어져 있고 caveolin-1이 높은 때가 많습니다. 특히 나이가 들면 피부 세포막에 caveolae가 늘어납니다. 이렇게 caveolin-1이 늘어난 노년층은 상처 치유 능력이 떨어져 있을 때가 많으니, 상처가 생기면 일찍부터 잘 관리하는 것이 좋습니다. 반대로 상처가 났는데 caveolin-1이 너무 낮으면 치유 반응이 지나치게 일어나 켈로이드성 흉터가 될 수 있습니다. 어린이는 성인보다 세포에 caveolae가 적어 상처 치유 반응이 지나치게 일어나기 쉽고, 그래서 켈로이드성 흉터로 번질 수 있습니다. 아주 어릴 때 흉터가 남는 수술을 보통 피하는 것도 이 때문입니다. 정리하면 caveolin-1이 너무 낮아 생기는 아토피피부염, 건선, 여드름, 켈로이드성 흉터 등에는 caveolin-1을 높이는 치료가, caveolin-1이 너무 높아 생기는 욕창 같은 만성 흉터에는 caveolin-1을 낮추는 치료가 필요합니다.

Caveolae 조절은 멜라닌 생성과도 관련이 있습니다. 피부에 색소침착이 진행되는 동안 멜라닌세포와 표피 각질형성세포의 경계면에서 caveolae가 더 많이 늘어나고, caveolin-1은 멜라닌형성세포에서 늘어나는 cAMP와 상관관계를 보입니다. 이처럼 caveolae가 멜라닌형성세포의 색소침착과 관련이 있으므로, 멜라닌형성세포의 caveolae는 피부 색소 치료의 타깃이 될 수 있습니다. 피부 노화 쪽에서 보면 나이가 들수록 caveolae가 늘어나므로 caveolin-1을 줄이는 치료가 알맞습니다. 이렇게 늘어난 caveolin-1 발현은 피부 재생 반응에서 중요한 EGF가 약해지고 콜라겐 재생이 줄어드는 것과 연관이 있습니다. Caveolin-1이 늘면 콜라겐 합성과 직접 관련된 TGF-β의 발현이 줄어 콜라겐 합성도 줄어듭니다. HSP가 줄어드는 것도 caveolin-1이 늘어나는 것과 관련이 있습니다.

Caveolin-1은 초음파 기기나 EBD로 HSP를 유도하면 어느 정도 조절할 수 있습니다. MMPs와 HSP, caveolin-1은 서로 깊이 얽혀 있고, PPARγ도 caveolin-1과 밀접하게 연관되어 있습니다. 이런 경로를 거쳐 EBD는 adipose stem cell의 분화와 증식을 촉진합니다.

(다음 호에 계속)