히알루론산 분자량별 효과 차이: 저분자 vs 고분자 vs 초저분자 피부 흡수 비교
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성분명: 히알루론산 (Hyaluronic Acid / Sodium Hyaluronate) EWG 등급: 1 (안전) 권장 농도: 0.1~2% 핵심 효능: 피부 보습, 수분막 형성, 콜라겐 합성 지원
히알루론산(Hyaluronic Acid, HA)은 스킨케어 성분 중 가장 널리 사용되는 보습제 중 하나입니다. 그런데 같은 히알루론산이라도 분자량에 따라 피부 흡수 깊이와 작용 원리가 다릅니다. 제품 성분표에서 'Sodium Hyaluronate'와 'Hydrolyzed Hyaluronic Acid'를 함께 발견했다면, 이 두 성분이 피부에서 서로 다른 역할을 수행한다는 의미입니다. 본 글에서는 고분자·중분자·저분자·초저분자 히알루론산의 분자량별 작용 메커니즘을 임상 데이터 기반으로 분석합니다.
히알루론산(Hyaluronic Acid)은 글루쿠론산과 N-아세틸글루코사민이 반복 결합된 선형 다당류 고분자입니다. 인체 피부, 관절, 눈 유리체 등 결합 조직에 자연적으로 존재하는 물질입니다. 분자 1g이 최대 6리터의 수분을 결합할 수 있어 보습 효율이 매우 높은 성분으로 평가됩니다.
화장품 성분표(INCI명)에서는 분자량에 따라 다르게 표기됩니다. 고분자·중분자 형태는 주로 Sodium Hyaluronate로, 저분자·초저분자 형태는 Hydrolyzed Hyaluronic Acid 또는 Sodium Hyaluronate Crosspolymer로 표기됩니다. 소비자가 성분표만 보고 분자량을 정확히 판별하기 어려운 이유가 여기에 있습니다.
식품의약품안전처(식약처) 기준으로 소듐하이알루로네이트(Sodium Hyaluronate)를 포함한 히알루론산 계열 성분은 사용 제한 원료에 해당하지 않습니다. 농도 상한 제한 없이 화장품에 허가되어 있습니다. EWG(Environmental Working Group) 데이터베이스에서는 Sodium Hyaluronate를 위험도 1등급(LOW HAZARD, 안전)으로 분류합니다. 국제 화장품 원료 안전성 검토 기관인 CIR(Cosmetic Ingredient Review)도 분자량 구분 없이 "as used" 조건에서 안전하다고 결론지었습니다.
히알루론산은 피부 세포 표면의 CD44 수용체와 결합하여 세포 신호 전달에 관여합니다. 분자량에 따라 이 수용체와의 상호작용 방식이 달라지며, 이것이 효능 차이의 핵심 원인입니다[R1]. 고분자 히알루론산은 CD44를 통한 항염 신호 경로를 활성화하는 반면, 저분자 히알루론산은 TLR2/TLR4 수용체를 통해 세포 증식 및 재생 경로를 자극합니다[R1].
히알루론산의 피부 침투 깊이는 분자량에 의해 결정됩니다. 라만 분광법(Raman spectroscopy)을 이용한 in vitro 연구에 따르면, 300 kDa 이하 분자량의 히알루론산은 각질층(stratum corneum)을 통과할 수 있습니다. 반면 1,000 kDa 이상 고분자 히알루론산은 각질층을 투과하지 못하는 것으로 확인되었습니다[R6]. 특히 20~50 kDa 범위의 저분자 히알루론산은 표피 심층까지 도달하는 것이 관찰되었습니다[R6].
고분자 히알루론산(HMW-HA, >1,000 kDa)은 각질층을 투과하지 못하지만, 피부 표면에 촘촘한 수분막을 형성합니다. 이 막은 경피 수분 손실(TEWL)을 줄이고 외부 자극으로부터 피부를 보호하는 역할을 합니다. 고분자 형태가 피부 표면에서 발휘하는 항염 효과는 CD44 수용체 매개 신호로 TNF-α와 IL-6 같은 염증성 사이토카인을 억제하는 방식으로 작동합니다[R1].
저분자 히알루론산(LMW-HA, 10~100 kDa)은 각질층을 통과하여 표피 및 진피 상층부까지 침투합니다. 진피에 도달한 저분자 히알루론산은 TLR2/TLR4 수용체를 활성화하여 섬유아세포의 콜라겐과 엘라스틴 합성을 촉진합니다[R1]. 저분자 형태가 UVB로 손상된 각질세포에서 IL-6 생산을 억제한다는 in vitro 결과도 보고되었습니다[R5]. 초저분자 히알루론산(ULMW-HA, <10 kDa)은 가장 깊이 침투하며, 스코핑 리뷰에서 완전 침투가 확인되었습니다[R7].
분자량별 피부 침투 요약은 다음과 같습니다.
| 분류 | 분자량 범위 | INCI명 | 침투 깊이 |
|---|---|---|---|
| 고분자 (HMW-HA) | >1,000 kDa | Sodium Hyaluronate (고분자), Sodium Hyaluronate Crosspolymer | 각질층 표면 |
| 중분자 (MMW-HA) | 100~1,000 kDa | Sodium Hyaluronate (중분자) | 각질층 일부 통과 |
| 저분자 (LMW-HA) | 10~100 kDa | Sodium Hyaluronate (저분자), Hydrolyzed Hyaluronic Acid | 표피 심층 |
| 초저분자 (ULMW-HA) | <10 kDa | Hydrolyzed Hyaluronic Acid (올리고) | 표피 전층 및 진피 상층 |
분자량별 임상 효능 데이터를 직접 비교한 RCT 연구에서 중요한 결과가 나왔습니다. 건조피부 노인 환자 36명을 대상으로 한 이중맹검 RCT에서 저분자 히알루론산(LMW)과 고분자 히알루론산(HMW)을 4주간 적용한 결과, 피부 수분량이 각각 56.37 AU와 52.37 AU로 측정되었습니다(p=0.004)[R2]. 저분자 히알루론산이 통계적으로 유의미하게 높은 수분 공급 효과를 보였으며, 두 그룹 모두 이상 반응은 관찰되지 않았습니다[R2].
50 kDa과 130 kDa의 히알루론산을 65명에게 24주간 적용한 연구에서는 두 분자량 모두 주름 감소에서 유의미한 결과를 보였습니다(p<0.05)[R3]. 24주 후 피부 탄력은 20% 향상, 피부결은 24% 개선되었습니다[R3]. 이 연구에서 사용 농도는 0.1%였으며, 낮은 농도에서도 유의미한 효과가 확인되었습니다. 40명을 대상으로 한 또 다른 연구에서 히알루론산 세럼 적용 직후 수분량이 134% 증가했고, 6주 지속 적용 후에는 55% 유지가 확인되었습니다[R4].
아래 테이블은 임상 연구에서 확인된 주요 효능 수치를 정리한 것입니다.
| 지표 | 효과 수치 | 측정 시점 | 분자량 | 출처 |
|---|---|---|---|---|
| 피부 수분량 (LMW) | 56.37 AU | 4주 | 저분자 | [R2] |
| 피부 수분량 (HMW) | 52.37 AU | 4주 | 고분자 | [R2] |
| 수분 직후 증가율 | +134% | 즉시 | 미명시 | [R4] |
| 수분 지속 증가율 | +55% | 6주 | 미명시 | [R4] |
| 주름 감소 | 유의미 (p<0.05) | 60일 | 50/130 kDa | [R3] |
| 피부 탄력 개선 | +20% | 24주 | 다분자량 | [R3] |
| 피부결 개선 | +24% | 24주 | 다분자량 | [R3] |
분자량별 핵심 효능 차이를 비교하면 다음과 같습니다.
| 분류 | 주요 효능 | 강점 | 한계 |
|---|---|---|---|
| 고분자 (HMW-HA) | 표면 보호막, 항염, ECM 안정화 | 즉각적 수분감, 자극 가능성 낮음 | 피부 깊숙한 침투 불가 |
| 중분자 (MMW-HA) | 각질층 보습, 수분막 형성 | 표면과 내부 균형 | 임상 데이터 상대적으로 부족 |
| 저분자 (LMW-HA) | 콜라겐 합성 촉진, 세포 재생 | 높은 수분 공급량, 항노화 | 고농도 시 일부 피부 자극 가능 |
| 초저분자 (ULMW-HA) | 진피 침투, 탄력 개선 | 가장 깊은 침투 | 임상 장기 데이터 축적 중 |
히알루론산은 대부분의 스킨케어 성분과 병용이 가능한 안정적인 성분입니다. 그러나 일부 성분과의 조합에서는 효능이 상승하거나 제한될 수 있습니다. 조합 성분을 선택할 때는 각 성분의 작용 층위(표면/표피/진피)를 고려하는 것이 효과적입니다.
함께 사용 시 효과가 상승하는 성분으로는 판테놀(Panthenol, 비타민 B5)이 있습니다. 판테놀은 히알루론산의 수분 결합력을 보완하며 피부 장벽 회복을 돕습니다. 나이아신아마이드(Niacinamide)와의 조합도 긍정적입니다. 나이아신아마이드는 세라마이드 합성을 유도하고, 히알루론산은 수분을 공급하여 피부 장벽 기능을 이중으로 지원합니다. 세라마이드(Ceramide)와의 조합 역시 수분 보유와 장벽 강화 측면에서 상호 보완적입니다.
병용 시 주의가 필요한 조합은 다음과 같습니다. 고농도 AHA/BHA 계열 산성 성분(pH 3 이하)과 직접 혼합하면 히알루론산의 분자 구조가 변성될 수 있습니다. 같은 제품 내 혼합보다는 레이어링 순서를 분리하여 적용하는 것이 바람직합니다. 강한 알코올 성분이 고농도로 포함된 제형도 히알루론산의 수분 결합을 방해할 수 있습니다.
레티놀(Retinol) 및 레티날(Retinal)과의 병용은 일반적으로 안전하며 권장됩니다. 레티놀 사용으로 인한 피부 건조 부작용을 히알루론산이 완화하는 역할을 합니다. 히알루론산을 먼저 도포하여 수분층을 형성한 후 레티놀을 적용하는 레이어링 순서가 피부 자극을 줄이는 데 도움이 됩니다.
히알루론산은 전반적으로 안전성이 높은 성분입니다. RCT 연구에서 저분자·고분자 히알루론산을 4주간 적용한 결과 두 그룹 모두 이상 반응이 관찰되지 않았습니다[R2]. 그러나 성분 농도와 제형 특성에 따라 개인 반응이 다를 수 있습니다.
피부 타입별 적합성은 다음과 같이 정리됩니다. 건성 피부에는 고분자와 저분자를 복합 적용한 멀티 분자량 제형이 표면 수분막과 심층 수분 공급을 동시에 확보하는 데 유리합니다. 지성·복합성 피부에는 고분자 단일 또는 저농도 복합 제형이 끈적임 없이 수분을 보충하는 데 적합합니다. 민감성 피부의 경우, 고분자 히알루론산 위주의 제형이 피부 자극 위험이 낮습니다. 저분자 히알루론산이 고농도일 때 일부 민감 피부에서 경미한 자극 반응이 보고된 사례가 있으므로 패치 테스트를 권장합니다.
건조한 환경에서의 사용 주의사항이 있습니다. 히알루론산은 피부 외부의 수분을 끌어당기는 흡습제(humectant)입니다. 대기 중 습도가 매우 낮은 환경(상대 습도 30% 이하)에서는 히알루론산이 피부 심층의 수분을 오히려 표면으로 끌어올려 TEWL이 증가할 수 있다는 가설이 제기됩니다. 건조한 계절이나 냉난방 환경에서는 히알루론산 세럼 위에 폐쇄제(occlusive) 역할을 하는 보습제를 덧바르는 것이 수분 증발을 방지하는 데 도움이 됩니다.
초저분자 히알루론산 장기 안전성에 관해서는 스코핑 리뷰에서 현재까지의 적절한 안전성 근거가 확인되었으나, 장기 임상 데이터가 계속 축적되는 중입니다[R7]. 성분 자체의 독성 차이는 분자량과 무관하게 확인되지 않았으며, CIR도 이를 지지합니다.
히알루론산 분자량 전략은 제품마다 다르게 적용됩니다. 단일 분자량에 집중하는 제품과 복수 분자량을 복합 처방한 제품으로 크게 나뉩니다. 아래는 각 전략을 대표하는 제품 유형입니다.
국내 제품 가운데 초저분자(ULMW-HA) 특화 제형으로는 더랩바이블랑두 올리고 히알루론산 하이드로 세럼(0.5%)이 있습니다. 올리고 히알루론산을 주성분으로 진피 침투를 목표로 설계된 제품입니다. 이니스프리 그린티 씨드 히알루론산 세럼은 5종 분자량의 히알루론산을 복합 처방하여 층위별 수분 공급을 구현한 멀티 분자량 전략을 채택합니다. COSRX 더 히알루론산 3 세럼은 저분자 히알루론산을 3% 고농도로 배합한 제품으로, 단일 분자량 고농도 전략에 해당합니다.
해외 제품 중 더오디너리(The Ordinary) Hyaluronic Acid 2% + B5는 5종 복합 분자량에 판테놀(비타민 B5)을 더한 제형으로 2% 고농도를 적용합니다. 비쉬(Vichy) Minéral 89는 고분자 단일 히알루론산 0.9~1.4%를 사용하여 피부 표면 수분막 형성과 안정적인 사용감에 집중하는 전략입니다.
분자량 전략 선택은 피부 고민과 목표에 따라 달라집니다. 즉각적인 수분감과 피부 보호가 목적이라면 고분자 위주 제형이 적합합니다. 항노화 및 콜라겐 합성 지원이 목적이라면 저분자·초저분자가 포함된 복합 분자량 제형을 검토하는 것이 데이터 기반으로 타당합니다.
Q1. 히알루론산 저분자와 고분자 중 어느 쪽이 더 효과적입니까?
목적에 따라 다릅니다. 피부 표면 수분막 형성과 즉각적인 촉촉함은 고분자 히알루론산이 유리합니다. 진피층 침투와 콜라겐 합성 지원을 목적으로 한다면 저분자·초저분자 히알루론산이 더 적합합니다. RCT 데이터에서 4주 기준 수분량은 저분자(56.37 AU)가 고분자(52.37 AU)보다 통계적으로 유의미하게 높았습니다(p=0.004)[R2].
Q2. 성분표에서 히알루론산의 분자량을 어떻게 확인합니까?
INCI명으로 구분이 가능합니다. Sodium Hyaluronate는 고분자·중분자 형태이고, Hydrolyzed Hyaluronic Acid는 저분자·초저분자 형태입니다. 다만 같은 Sodium Hyaluronate라도 제조 공정에 따라 분자량이 다를 수 있어, 브랜드가 별도로 분자량 정보를 공개하지 않으면 INCI명만으로 정확한 분자량을 판별하기 어렵습니다.
Q3. 히알루론산을 건조한 환경에서 사용하면 오히려 피부가 당깁니까?
흡습제(humectant) 원리상, 상대 습도가 매우 낮은 환경에서는 수분 보유 효율이 감소할 수 있다는 이론적 근거가 있습니다. 실제로 건조한 실내에서 히알루론산 단독 제품을 사용한 후 피부 건조감을 경험했다면, 세럼 위에 보습막을 형성하는 크림이나 오일을 덧바르면 수분 증발을 차단하는 데 도움이 됩니다.
Q4. 히알루론산은 민감성 피부에 안전합니까?
EWG 등급 1(안전), CIR 안전 결론, 복수의 RCT에서 이상 반응 미보고로 안전성 근거가 충분합니다[R2]. 단, 저분자 히알루론산 고농도 제품은 일부 민감 피부에서 경미한 반응이 보고된 사례가 있습니다. 처음 사용 시 패치 테스트를 권장합니다.
Q5. 히알루론산 세럼을 하루 몇 번 사용해야 합니까?
대부분의 임상 연구에서 1일 2회 도포를 기준으로 효능 데이터가 측정되었습니다. 일반적으로 세안 직후 피부가 약간 촉촉한 상태에서 도포하면 흡습 효과가 극대화됩니다. 농도는 0.1~2% 범위에서도 임상적으로 유의미한 효과가 확인되었습니다[R3].
[R1] Karabat MU, Tuncer MC. "Effects of hyaluronic acid on skin at the cellular level: a systematic review." Rev Assoc Med Bras, 2025. DOI: 10.1590/1806-9282.20250208
[R2] Parikesit M et al. "Effectiveness of topical hyaluronic acid of different molecular weights in xerosis cutis treatment in elderly: a double-blind, randomized controlled trial." Arch Dermatol Res, 2024. DOI: 10.1007/s00403-024-03003-2
[R3] Bravo B et al. "Benefits of topical hyaluronic acid for skin quality and signs of skin aging." Dermatol Ther, 2022. DOI: 10.1111/dth.15903
[R4] Draelos ZD et al. "Efficacy Evaluation of a Topical Hyaluronic Acid Serum in Facial Photoaging." Dermatol Ther (Heidelb), 2021. DOI: 10.1007/s13555-021-00566-0
[R5] Hu L et al. "Anti-inflammatory effects of differential molecular weight Hyaluronic acids on UVB-induced calprotectin-mediated keratinocyte inflammation." J Dermatol Sci, 2022. DOI: 10.1016/j.jdermsci.2022.06.001
[R6] Essendoubi M et al. "Human skin penetration of hyaluronic acid of different molecular weights as probed by Raman spectroscopy." Skin Res Technol, 2016. DOI: 10.1111/srt.12228
[R7] Waggett S et al. "Update on Low-Molecular Weight Hyaluronic Acid in Dermatology: A Scoping Review." EMJ Dermatol, 2024. DOI: 10.33590/emjdermatol/CCHB4701
본 콘텐츠는 공개된 성분 데이터와 연구 자료를 바탕으로 작성된 분석 글이며, 특정 제품을 추천하거나 광고하지 않습니다. 피부 반응은 개인마다 다르며, 민감한 피부의 경우 패치 테스트 후 사용을 권장합니다.