化妝品抗衰老的原理與應用

李 全 綜述，吳志民 審校

(云南大學 化學科學與工程學院 藥學院 云南 昆明 650091)

化妝品抗衰老的原理與應用

李 全 綜述，吳志民 審校

(云南大學 化學科學與工程學院 藥學院 云南 昆明 650091)

用化妝品對抗衰老不僅有基于衰老學說而提出的延緩衰老的方法，還有局部衰老體征的針對性方法，這些方法主要包括防紫外線、保濕補水、營養補充、抗氧化、抗糖基化、膠原蛋白合成與保護、消除微循環障礙、增強細胞活力等。本文綜述了這些方法的原理及其在化妝品中的應用總結如下。

化妝品；抗衰老；應用；綜述

皮膚的衰老一般從25歲開始，主要是基因控制的自然衰老和諸多外源性因素引起的衰老[1-2]，關于延緩皮膚衰老的研究和討論，大多是基于各種衰老學說而進行。化妝品對抗衰老不僅是基于衰老學說而提出的延緩衰老的方法，更多是基于局部衰老體征的針對性措施。總體上來說，化妝品對抗衰老采用了如下措施：防紫外線、保濕補水、營養補充、抗氧化、抗糖基化、膠原蛋白合成與保護、消除微循環障礙、增強細胞活力。

1 防紫外線

太陽光中的紫外線(Ultraviolet，UV)可以分成A、B、C、D四段，地球大氣層外臭氧層阻止了全部的UVC、UVD及98％的UVB到達地面，UVA和少量的UVB不僅促使產生自由基破壞皮膚中的分子、組織和細胞，而且還直接對它們造成損傷，在引起皮膚老化的諸多外源性因素中，紫外線引起的光老化是最主要的因素，也是化妝品能有效防護的因素。

化妝品防曬的主要方法是在化妝品中添加有機紫外線吸收劑。粒徑10～100nm的無機粒子也可用作紫外線吸收劑，并且效果上優于有機紫外吸收劑，但是其不可破壞性、高滲透性、細胞內富集性使之存在一定安全風險，應盡量規避。添加0.5～5μm無機粒子可增加化妝品涂層對紫外線的反射，做成物理反射型防曬化妝品，但是，化妝品涂層薄，對可見光和紫外線都是透明的，不能無限增加無機粒子或增厚化妝品涂層來反射紫外線，因此，即使化妝品廠商宣稱的物理反射型防曬化妝品，常常也添加有紫外線吸收劑。

2 保濕補水

與皮膚狀態相關的水分的作用主要包括：為營養成分供給和代謝廢物排除提供了溶劑媒介，缺水直接引起新陳代謝障礙；是皮膚中細胞之間、大分子之間的潤滑劑和隔離劑，使皮膚柔軟。缺水時，分子間、細胞之間作用力增強，皮膚變硬，大分子之間接觸幾率增加，大分子間交聯反應更易發生，皮膚硬化不能逆轉；水解橋粒，去除細胞間粘連結構，缺水時，橋粒水解不完全，角質細胞部分粘連，在皮膚表面形成鱗屑。因此，水分有助于皮膚延緩衰老和保持光滑。

正常情況下，皮膚有自身的保濕補水系統[3]，主要是：①微循環系統向真皮層補水，真皮層保持水分并通過乳頭層和基底膜向表皮層供水；②表皮層中天然保濕因子鎖住水分；③角質層磚墻結構阻止絕大部分水分進出皮膚；④皮脂膜阻止水分從皮膚中蒸發。然而，隨著皮膚的衰老，皮膚自身保濕系統會出現問題：①皮脂腺衰退使皮脂分泌不足，皮膚表面缺少皮脂膜覆蓋，水分蒸發過快。化妝品針對皮脂膜覆蓋不全的問題，專門開發了潤膚化妝品，同時還使用一些大分子的鎖水成分，比如透明質酸鈉、膠原蛋白、聚乙二醇等，在皮膚表面鎖住一定量的水分來減緩皮膚中的水分蒸發；②角質層屏障損壞導致水分通過角質層速度加快。化妝品通過向皮膚中滲透神經酰胺、脂肪酸來修復脂肪雙分子層，從而修復角質層的屏障功能；③皮膚衰老使表皮中的天然保濕因子含量降低，鎖水能力降低。化妝品向皮膚中滲透一些小分子鎖水成分，比如甘油、丙二醇、氨基酸及其鹽、吡咯烷酮羧酸鈉(PCA-Na)、甜菜堿、小分子糖等，來增加表皮中保濕因子的含量；④衰老引起的皮膚功能衰退是皮膚不能保持水分的重要內因。抗衰老，特別是真皮層抗衰老來解決表皮水源問題和增強基底細胞活性來解決過度角質化問題，間接改善皮膚保濕能力。

3 營養補充

皮膚需要的七大營養成分主要是：氨基酸和肽、脂肪酸、糖、維生素、微量和常量元素、水、氧氣。正常情況下，循環系統會給皮膚帶來充足的營養，但隨著人體的衰老以及衰老帶來的疾病影響，造成微循環功能障礙，影響了營養成分的供給。從皮膚表面滲透一些營養成分，以補充營養供給的不足是理所當然的方法。但考慮到化妝品涂在皮膚上的量和皮膚滲透的阻礙，除水分外，經皮補充常量營養成分是杯水車薪，即使化妝品常添加一些常量的營養成分，其目的往往不是用作營養成分，比如，化妝品中添加氨基酸及其鹽用于保濕，添加脂肪酸用于調節酸度和修復脂質雙分子層，添加糖類成分用于保濕和增稠。氧氣會使血液鮮紅，解決膚色暗沉問題，但研究表明，氧氣很難滲過角質層[4]，皮膚“自主呼吸”補充氧氣不現實。因此，化妝品在營養補充方面主要是針對微量營養成分，比如礦物泥類化妝品以補充微量元素為主，另一種微量營養成分維生素也是化妝品中最常添加的功效成分。

4 抗氧化

在眾多衰老理論中，自由基學說、光老化學說、非酶糖基化學說、羰基毒化學說和自由基—美拉德反應學說都與自由基有關[5]。自由基破壞人體內分子、細胞和組織，引起一系列的疾病和衰老反應是大家共同認可的，通過對抗自由基帶來的氧化來抗衰老已經在保健品和化妝品領域廣泛應用。

人體內抗氧化，主要是清除過量自由基和自由基介導的活性氧，人體自身已經有抗氧化系統，這個系統中包含了眾多抗氧化酶和抗氧化活性成分。抗氧化酶主要是：超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、硒谷胱甘肽過氧化物酶、不含硒谷胱甘肽過氧化物酶和谷胱甘肽硫轉移酶、醛酮還原酶；抗氧化成分主要是：維生素C、維生素E、輔酶Q10、谷胱苷肽、類胡蘿卜素、膽紅素和一些蛋白。

隨著人體的衰老，人體抗氧化系統也會衰退，主要表現為抗氧化酶和抗氧化成分減少導致的抗氧化能力降低。抗氧化酶分子一般較大、不穩定，皮膚滲透困難，直接通過化妝品補充的不多，目前僅見個別化妝品添加超氧化物歧化酶成分。少數化妝品經皮補充合成抗氧化酶的元素，比如硒元素，來提升抗氧化酶的水平，但該法未得到主流化妝品認可，分析原因可能是經皮滲透的硒元素未經消化系統分解，從化學形態上來說不一定能被利用生成抗氧化酶，而且無機形態的硒大多有毒。在化妝品抗氧化方法中應用最多的是補充抗氧化成分，主要是補充：維生素C、維生素E、輔酶Q10、 谷胱苷肽、α-硫辛酸、海澡多糖、類胡蘿卜素(維生素A及其衍生物、蝦青素、蕃茄紅素)、黃酮(銀杏提取物、植物雌激素等)、多酚[茶多酚(綠茶提取物)、鞣花酸(石榴皮提取物)、白藜蘆醇(葡萄、葡萄籽、紅葡萄酒提取物)、綠原酸(金銀花提取物)]等。這些成分在皮膚中不僅起到抗氧化作用，而且大多還有其它護理皮膚的功能，在很多化妝品中都廣泛使用。

5 抗糖基化

非酶糖基化學說、羰基毒化學說和自由基—美拉德反應學說都提出了一種分子水平的衰老現象，即蛋白分子上的氨基與糖分子上的羰基反應生成糖基化蛋白(advanced glycation end productons，AGEs)，AGEs的生成帶來的組織結構的老化難于修復，不可逆轉，最終膠原蛋白交聯，皮膚失去彈性，脂褐素逐漸聚積，皮膚顏色逐漸暗沉，產生老年斑[5]。一些研究試圖裂解AGEs，逆轉其AGEs交聯物生成[7-10]，但因諸多原因，未見在化妝品中應用。人體抗糖基化較為成熟的方法是使用AGEs的形成抑制劑。誘發形成AGEs因素主要分為自由基或自由基介導的活性氧誘發的糖基化和傳統的非酶促進的糖基化[6]，化妝品中抗氧化可以有效阻止皮膚中自由基或自由基介導的活性氧誘發的糖基化，化妝品常添加的一些抗氧化成分，比如：黃酮、多酚、α-硫辛酸、海澡提取物、綠原酸等均被發現具有抑制糖基化的活性[11]。傳統的氨基對羰基直接親核加成的糖基化反應可以通過降低血糖濃度或者減少活性羰基來阻止，化妝品中添加維生素B6、肌肽、根皮素和根皮苷等主要目的就是通過捕獲活性羰基來抗糖基化。

6 膠原蛋白的合成與保護

真皮層中，游離的膠原肽可以與透明質酸一起增強保濕性能，形成網狀結構的膠原蛋白是細胞、神經、血管的支架，同時賦予皮膚的彈性，使皮膚飽滿。25歲以后，成纖細胞產生膠原蛋白的速度越來越慢，交聯的、降解流失的膠原蛋白越來越多，導致皮膚中膠原蛋白越來越少，最終形成皺紋，皮膚松弛。皺紋和松弛是皮膚老化的最重要體征，人們想盡辦法增加體內膠原蛋白含量，以減緩這個衰老體征的出現，總體來說，應用過的方法主要有：直接補充膠原蛋白或膠原肽、增加成纖細胞數量來產生更多膠原蛋白、增加成纖細胞活性來產生更多膠原蛋白、防止膠原蛋白交聯和降解流失。

合成膠原蛋白的主要氨基酸是甘氨酸、脯氨酸和羥脯氨酸，一般來說，人體不缺少這些氨基酸，所以無論是吃膠原蛋白或者通過化妝品經皮滲透膠原肽來促使膠原蛋白生成的效果都廣受質疑，但有實驗證明經皮滲透分子更小、滲透性更好的膠原三肽[12]或魚鱗寡肽[13-14]的確能促進皮膚內膠原蛋白的合成。真皮層中成纖細胞密度達到一定水平，就不能再增殖，有人通過體外培養成纖細胞再回輸真皮層的方法來增加成纖細胞數量，以便在皮膚內產生更多膠原蛋白(自體細胞美容術)。成纖細胞產生膠原蛋白，不僅需要合成膠原蛋白的原料，還需要一些活性成分的參予和促進，維生素C、積雪草提取物、植物雌激素、褐藻萃取物[15]是化妝品經常添加的用于促進成纖細胞活性，增加膠原蛋白合成的成分。此外，白頭翁皂苷酶解產物[16]、杜仲水提物[17]也被報道用于促進膠原蛋白的合成。

紫外線、自由基、糖基化是促使膠原蛋白交聯反應的主要因素，前述防紫外線、抗氧化、抗糖基化是減緩真皮層膠原蛋白交聯的主要措施。膠原蛋白在基質金屬蛋白酶催化下分解流失，植物雌激素抑制基質金屬蛋白酶活性，可以有效減緩膠原蛋白流失[18-19]。

7 消除微循環障礙

以毛細血管為主體構成的微循環系統為皮膚帶來營養成分，帶走代謝廢物并分解色素，但是隨著皮膚的衰老，微循環系統會出現毛細血管體密度降低和阻塞的問題。體密度降低主要表現為襻狀血管消失，彎曲血管拉直[20]；毛細血管阻塞主要是衰老引起的疾病(如：高血脂、糖尿病等)造成的，包括了血液粘稠度升高、血管內徑變窄引起的阻塞和流速減緩。無論哪一種微循環障礙，都會帶來營養供給不足，色素代謝受阻，最終影響到皮膚細胞的活力，皮膚表面形成色素沉積。針對毛細血管體密度降低的問題，目前尚未見有效解決辦法，有報道說運動可以減緩襻狀血管消失。針對血液粘稠度升高問題，化妝品可以滲透一些溶解纖維蛋白的成分，主要有肝素、水蛭素、紅花提取物、人參提取物、銀杏提取物、大蒜提取物 、丹參提取物、三七提取物等；針對毛細血管內徑變窄的問題，化妝品可以滲透一些擴張血管的成分，主要有神經肽、煙酰胺、乙醇(體內氧化成乙醛)、黃瓜酶 、娑羅子提取物、橘皮提取物等。

8 增強細胞活力

皮膚中的細胞活力宏觀表現為皮膚的年輕態及修復、恢復的能力。在細胞水平，主要表現為細胞合成一些成分的活力和細胞生長、增殖的活力。隨著皮膚老化，細胞中物質合成和增殖能力減弱，修復、恢復能力也隨之減弱。從皮膚具體細胞來說，能對皮膚外在形態構成重大影響的細胞是表皮層的基底細胞、真皮層的成纖細胞和噬黑細胞。基底細胞分裂產生角質形成細胞的活力不足時，表皮更新時間增長，皮膚表現出過度角質化的衰老體征；成纖細胞活力不足，膠原蛋白和透明質酸合成不足，導致真皮層儲水能力下降，皮膚干燥，膠原蛋白減少，皮膚失去彈性，形成皺紋；噬黑細胞吞食并分解黑色素，其活力不足，會影響色素代謝，在皮膚表面形成色斑。

影響細胞活力的因素除自然衰老因素外，營養成分、參與細胞生理活動的一些活性成分都會給細胞活力帶來較大影響。首先營養成分是細胞活力的物質基礎，通暢高效的微循環系統是細胞活力的保障。一些參與細胞生理活動的活性物質在細胞成分合成和增殖環節必不可少并起關鍵作用，皮膚的衰老導致這些關鍵物質減少，細胞活力降低。化妝品增強細胞活力，主要是通過經皮滲透一些影響細胞活力的關鍵性物質，這些物質主要包括：表皮生長因子(Epidermal growth factor ，EGF)、維生素A及其衍生物、維生素B5、尿囊素等。EGF既能促進細胞生長和增殖，又能促進細胞中物質的合成，是一種全面增強細胞活力的活性很強的成分，皮膚中真皮層和基底層EGF含量較高。EGF在化妝品中已有應用，但經皮滲透EGF，會使皮膚中EGF濃度倒置，可能會導致角質形成細胞異常增殖分化[21]，所以，其作用效果還有待進一步評詁。維生素A又稱為上皮細胞調節劑，用于增強基底細胞的活力，其作用效果研究較為充分[22-24]，目前已經廣泛應用于化妝品。有人認為，受細胞壽命和分裂次數限制，加速細胞分裂增殖，在短期內可改善皮膚的外觀，但實質上會使細胞壽命變短，反而加速衰老[25]，但從目前的研究來看，調節基底細胞活力沒有觸及細胞分裂次數限制。維生素B5在細胞中以輔酶A的形式參與能量、蛋白質、糖和脂肪的新陳代謝，并促進膦脂合成，尿囊素有促進細胞生長的作用，它們是修復、恢復類化妝品常用活性成分。

9 小結

皮膚的衰老是多層次、多方面的，因此，化妝品抗衰老也應多途徑進行，本文綜述的各方面，缺一不可。然而，任何品牌的化妝品都不可能面面俱到，它們為了營銷需要，常常僅突出某一方面的特色，因此，消費者使用化妝品護理皮膚，應選擇不同特色的化妝品進行多途徑護理。

[1]符移才,皮膚衰老和細胞衰老[J].臨床皮膚科雜志,2000,29(4):245-247.

[2]李欣,李愛國.皮膚的抗衰老機理及護理[J].日用化學品科學,2013,36(4):18-21.

[3]鄒鵬飛,劉志河.皮膚自身保濕系統和保濕護膚品設計思路[J].日用化學品科學,2012,35(1):18-20.

[4]陳偉,陸夕云,莊禮賢,等.皮膚表層微循環氧輸運的數值研究[J].中國生物醫學工程學報,2002,21(6): 481-492.

[5]來吉祥,何聰芬.皮膚衰老機理及延緩衰老化妝品的研究進展[J].中國美容醫學,2009,18(8):1208-1212.

[6]張紅城,王光新,羅照明,等.末端糖基化產物抑制劑的研究進展[J].食品科學,2012,33(17):297-302.

[7]鐘武,王莉莉,崔浩.AGEs交聯結構:研究防治血管硬化藥物的新靶標[J].藥學學報,2005,40(1):91-96.

[8]Vasan S,Foile P,Founds H.Therapeutic potential of breakers of advanced glycation end product-protein crosslinks[J].Archives Biochemistry Biophysics,2003,419(1):89-96.

[9]Vaitkevicius PV,Lane M,Spurgeon H,et al. A cross-link breakerhas sustained effects on arterial and ventricular properties in olderrhesus monkeys[J].Proc Natl Acad Sci USA,2001,98(3):1171-1175.

[10]吳茜,陳亨業,胡貝,等.晚期糖基化終末產物的抑制機理及抑制劑的研究進展[J].中國實用醫藥,2012,7(11):237-239.

[11]魏春紅,姜義華,梅鶴祥.皮膚衰老、糖基化反應以及糖基化抑制劑[J].中國化妝品,2016,24(7):86-87.

[12]繆進康摘譯.膠原水解物的皮膚滲透性及生物功能性[J].明膠科學與技術,2006,26(1):33-39.

[13]Chai HJ,Li JH.Effects of Sizes and Conformations of Fish-Scale Collagen Peptides on Facial Skin Qualities and Transdermal Penetration Ef fi ciency[J].J Biomed Biotechnol,2010,2010(1):1-9.

[14]宋芹,陳封政,顏軍,等.一種膠原蛋白寡肽促進皮膚膠原蛋白與透明質酸合成的研究[J].食品工業科技,2013,34(1):105-107.

[15]劉曉英.褐藻萃取物的皮膚抗衰老效果[J].日用化學品科學,2012,35(8):34-37.

[16]安家彥等.白頭翁皂苷酶解產物促進皮膚纖維芽細胞的膠原蛋白合成[J].大連工業大學學報,2013,32(2):79-81.

[17]賈磊.杜仲對促進膠原蛋白的合成與提高運動能力的研究[D].西北師范大學碩士畢業論文,2001.

[18]Kims J,Lim MH,ChuniI K,et al.Effects of flavonoids of ginkgobi loba on proliferation of human skin fibroblasr [J].Skin Pharmacol,1997,10(4):200-205.

[19]Akiyama T,Fukamo Y,Ishida J,et al.Geni stein:a speci fi c inhibitorof tyrosine -specific protein kinases [J].J Biol Chem,1987,262(12):5592-5595.

[20]李利.不同年齡和部位女性皮膚微循環變化[J].中國微循環,2004,8(1):43-46.

[21]王忠永,邱會芬,王萬卷,等.銀屑病患者皮損表皮生長因子及其受體的檢測和意義[J].濱州醫學院學報,1998,21(2):111-112.

[22]張良芬.外用維生素A在皮膚科的重新應用[J].國外醫學皮膚性病學分冊,2001,27(5):301-302.

[23]莊乾文.維生素A的臨床應用進展[J].臨床薈萃,1994,9(14):643-645.

[24]方桂紅,程莉.維生素A的生理功能及毒性研究進展[J].輕工科技,2012,29(8):10-15.

[25]張余光,王煒,張滌生.皮膚衰老與延緩皮膚衰老方法的研究進展[J].實用美容整形外科雜志,1995,6(2):75-80.

The Principle and Application of Anti-aging Cosmetics

LI Quan,WU Zhi-min
(School of Chemical Science and Engineering,Yunnan University,Kunming 650091,Yunnan,China)

The methods of cosmetics against aging is not only based on the anti-aging methods proposed by aging theory ,but also based on the targeted approach proposed by localized signs of aging. These methods include anti-ultraviolet,moisturizing replenishment,nutritional supplements,anti-oxidant,anti-glycosylation,collagen synthesis and protection,eliminate microcirculation,enhance cell viability ect. The principle and application of cosmetic anti-aging methods are reviewed in this paper.

cosmetic; anti-aging; application; review

R339.3+8

A

1008-6455(2017)11-0135-04

2017-07-07

2017-08-10

編輯/李陽利