皮膚泛黃機理及影響因素研究范文

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摘要：綜述了皮膚泛黃的形成因素、發(fā)生機制及影響因素，最后總結(jié)了化妝品用祛黃功效產(chǎn)品設(shè)計思路，以期指導(dǎo)相應(yīng)祛黃功效化妝品的開發(fā)。

關(guān)鍵詞：化妝品；皮膚泛黃；影響因素；機理

與西方白種人相比，黃種亞洲人更加追求白皙、瑩潤、有光澤的皮膚。亞洲區(qū)域化妝品研究人員更加注重對改善膚色的研究，但研究較多集中在黑色素對皮膚影響方面，對于皮膚泛黃研究較少。筆者對皮膚泛黃的形成因素、發(fā)生機制及影響因素進行綜述，以期指導(dǎo)相關(guān)化妝品的開發(fā)。

1皮膚泛黃形成因素及機制

1.1類胡蘿卜素

類胡蘿卜素通常是指C40的碳?xì)浠衔铮ê}卜素）和他們的氧化衍生物（葉黃素）兩大類色素的總稱。除八氫番茄紅素、六氫番茄紅素等幾種類胡蘿卜素?zé)o色外，絕大部分類胡蘿卜素呈黃色、橙色或紅色[1]。其中葉黃素具有著色功能，當(dāng)大量攝入后會在表皮積聚，主要沉積在基底層[2]。類胡蘿卜素是一種外源性脂類，人體自身無法合成，主要依賴飲食攝入，當(dāng)單次攝入過多類胡蘿卜素會造成皮膚泛黃。值得注意的是，類胡蘿卜素沉積造成的皮膚泛黃會隨著類胡蘿卜素的代謝而消失[3]，越來越多的醫(yī)學(xué)研究表明，類胡蘿卜素在淬滅自由基、增強人體免疫力、預(yù)防心血管疾病和防癌抗癌等保護人類健康方面起著重要作用[1]，故通過控制外源性類胡蘿卜素的攝入不是對抗皮膚泛黃的科學(xué)途徑。

1.2皮膚生物黃色素

導(dǎo)致皮膚泛黃的生物黃色素主要有：脂褐素、羰化蛋白、非酶糖基化終末產(chǎn)物（advancedglycationendproducts,AGEs）、褐黑素。1.2.1脂褐素脂褐素（lipofuscin,LPF）也稱為脂褐質(zhì)，因其常在老年動物細(xì)胞中存在，故又叫“老年色素”[4]，老年斑便是沉積在老年人皮膚表面的脂褐素。脂褐素是一種棕褐色、電子密度高的具有自發(fā)熒光性的不溶性顆粒，難溶于水、不易被排除。采用光學(xué)顯微鏡進行觀測，脂褐素呈現(xiàn)淡黃色、深黃色及橙紅色的自發(fā)熒光[4]。脂褐素化學(xué)組成復(fù)雜，用密度梯度離心法分離研究發(fā)現(xiàn)脂類約占50%，蛋白質(zhì)約占30%，抗水解有色物質(zhì)約占20%[5]，主要分布在皮膚的角質(zhì)細(xì)胞、基底細(xì)胞、棘細(xì)胞、黑素細(xì)胞中。由于其難溶于水，不易水解被排出，在皮膚細(xì)胞內(nèi)大量聚集從而導(dǎo)致皮膚泛黃。值得注意的是，脂褐素是膜結(jié)合細(xì)胞廢物，不能降解也不能從細(xì)胞排出，只能通過細(xì)胞分裂被稀釋。脂褐素形成原因主要是脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物作用結(jié)果。脂質(zhì)過氧化終產(chǎn)物丙二醛（MDA）具有強烈的交聯(lián)性質(zhì)，能夠與體內(nèi)含游離氨基的磷脂、酰乙醇胺、蛋白質(zhì)或核酸等生物大分子交聯(lián)形成Schiff堿，使膜脂蛋白之間或其本身之間相互交聯(lián)，變成比原來大幾倍甚至幾十倍的不溶于水的大分子聚合物，經(jīng)溶酶體吞噬后，逐步沉積形成脂褐素[5]。1.2.2羰基化蛋白羰基化蛋白為棕黑色具有自發(fā)熒光性的不溶性顆粒[6]，為羰基化反應(yīng)產(chǎn)物。羰基化反應(yīng)是在人體包括皮膚中被發(fā)現(xiàn)的另一種類型的蛋白質(zhì)改變，這種改變可以從蛋白質(zhì)與各種醛類發(fā)生的反應(yīng)中被觀察到[7]，羰基化蛋白一般沉積在角質(zhì)層與真皮上層。角質(zhì)層有相當(dāng)數(shù)量的羰基化蛋白，盡管角質(zhì)層代謝周期較短，但長期暴露在氧化刺激因素下會出現(xiàn)羰基化蛋白的增加；真皮中含有大量的膠原蛋白、彈性蛋白等基質(zhì)成分，故此會出現(xiàn)羰基化蛋白的累積，有研究表明，羰基化蛋白在真皮上層的堆積能明顯引起皮膚顏色的變化[8]。羰基化反應(yīng)主要是醛類與蛋白質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)，醛類物質(zhì)具有較強的生化反應(yīng)活性，是熒光色素產(chǎn)物——羰基化蛋白的主要前體物[6]。醛類的產(chǎn)生可分為外源性及內(nèi)源性兩種，外源性醛類如香煙噴霧的丙烯醛、空氣污染物甲醛等，源性醛類主要通過兩步反應(yīng)產(chǎn)生：超氧陰離子、羥自由基等活性氧導(dǎo)致皮膚不飽和脂肪酸形成脂過氧化物和環(huán)化過氧化物；脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物、環(huán)化過氧化物分解成不飽和醛類，包括丙二醛等。值得注意的是，羰基化反應(yīng)與非酶糖基化反應(yīng)很相似，但卻是完全不同的蛋白質(zhì)化學(xué)反應(yīng)。1.2.3非酶糖基化終末產(chǎn)物糖化也稱非酶性糖基化，是指在無酶催化條件下，還原性糖的醛基或酮基與蛋白質(zhì)等大分子中的游離氨基酸反應(yīng)生成可逆或不可逆結(jié)合物-高級糖基化終末產(chǎn)物的過程[9]。AGEs為棕色或黑色具有熒光特性的大分子物質(zhì)，其具有不可逆性、交聯(lián)性、不易被降解性等，存在于表皮層和真皮層。糖類與脂質(zhì)反應(yīng)，導(dǎo)致生成schiff堿，Schiff堿不穩(wěn)定，進一步形成amadori產(chǎn)物，amadori產(chǎn)物是早期糖化作用的標(biāo)志性物質(zhì)，可與其他物質(zhì)作用，通過氧化或非氧化途徑產(chǎn)生AGEs。AGEs產(chǎn)生過程（如圖1）主要通過3步反應(yīng)產(chǎn)生[4]：a具有還原性氨基的大分子與葡萄糖等含有醛基物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)，形成可逆的schiff堿；b可逆的schiff堿發(fā)生重排，形成amadori產(chǎn)物，該物質(zhì)能在蛋白質(zhì)中沉積；cAmadori產(chǎn)物經(jīng)過一系列的脫水、重排，形成具有高度活性的羰基化合物，其與蛋白質(zhì)的還原性氨基發(fā)生反應(yīng)，生成AGEs，進而又與相鄰蛋白上的游離氨基以共價鍵結(jié)合，形成AGEs交聯(lián)結(jié)構(gòu)。1.2.4褐黑素皮膚中的黑色素分為優(yōu)黑素（真黑素）和褐黑素，優(yōu)黑素為黑色或暗棕色不溶聚合物，褐黑素為紅、黃色含硫可溶性聚合物。褐黑素在黑色素細(xì)胞內(nèi)合成，形成成熟的黑素小體，沿微管、微絲運動被運輸?shù)胶谒丶?xì)胞的樹突上，通過胞吞作用至周邊的角質(zhì)形成細(xì)胞中[10]。在角質(zhì)形成細(xì)胞分化過程中，黑素小體被酸性水解酶降解，最終隨角質(zhì)層脫落而排出體外[11]。陸洪光等[12]研究不同膚色人種皮膚角質(zhì)層細(xì)胞黑素顆粒顏色區(qū)別，結(jié)果表明白種人角質(zhì)層細(xì)胞中黑色素外觀呈淡紅、黃紅或紅棕色，而黃種人和黑種人角質(zhì)層細(xì)胞中黑色素外觀呈棕色、棕黑或黑色，該研究也表明了不同人種皮膚優(yōu)黑素和褐黑素含量水平的差異。褐黑素與真黑素都是以酪氨酸酶為底物，在酪氨酸酶作用下合成黑素，褐黑素與真黑素合成比例主要與酪氨酸酶活性有關(guān)。體內(nèi)酪氨酸在酪氨酸酶催化下，生成3，4-二羥基苯丙氨酸即多巴，進而結(jié)構(gòu)重排形成多巴醌。一部分多巴醌與半胱氨酸形成半胱胺多巴，再通過脫羧形成褐黑素[13]，另一部分多巴醌在酪氨酸酶催化下，經(jīng)多聚化反應(yīng)與氧化反應(yīng)生成多巴色素，進一步在多巴色素互變酶的作用下形成二羥基吲哚（DHI）、二羥基吲哚乙酸（DHICA），再通過DHI氧化酶、DHICA氧化酶形成DHI-黑素、DHICA-黑素，即真黑素，形成途徑見圖2。1.3皮膚表面脂質(zhì)氧化皮膚表面脂質(zhì)是由甘油三酯、蠟酯、角鯊烯、脂肪酸以及少量膽固醇、膽固醇酯和雙甘酯組成的非極性脂類混合物[14]，其中角鯊烯具有高度的不飽和性，在UV誘導(dǎo)下，角鯊烯脂質(zhì)過氧化形成角鯊烯過氧化物（SQOOH）以及丙二醛（MDA）[15]，增加羰基化反應(yīng)、糖基化反應(yīng)，從而導(dǎo)致皮膚泛黃。

1.4其他

除以上因素外，皮膚含水量、光澤度、粗糙度等也會影響皮膚表觀顏色的視覺效果。當(dāng)角質(zhì)層含水量降低[16]，皮膚光澤度低、粗糙度高時，皮膚反射光線的能力降低而呈現(xiàn)黯淡狀態(tài)，從而影響人眼對皮膚整體膚色的判斷。

2皮膚泛黃影響因素

2.1空氣污染

空氣污染物包括顆粒物（PM2.5和PM10）、臭氧、二氧化氮、二氧化硫和一氧化碳等[17]，空氣污染物能夠?qū)ζつw表觀狀態(tài)造成影響。文獻[18]表明，空氣污染嚴(yán)重的墨西哥城，人群皮膚氧化蛋白含量顯著升高、維生素E、角鯊烯含量顯著降低，說明空氣污染物能夠介導(dǎo)ROS的產(chǎn)生，導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化和蛋白質(zhì)氧化，最終形成醛類物質(zhì)，從而進一步形成脂褐素、羰基化蛋白、非酶糖基化終末產(chǎn)物。

2.2外源性攝入

皮膚中沉積的生物黃色素，只有類胡蘿卜素是通過外源性攝入，無法在人體內(nèi)合成，單次大量攝入類胡蘿卜素會造成其在皮膚堆積，從而造成皮膚“泛黃”。黃麗等[19]研究膳食胡蘿卜素攝入量與皮膚類胡蘿卜素水平關(guān)系發(fā)現(xiàn)，膳食中的胡蘿卜素攝入量與皮膚類胡蘿卜素水平呈正相關(guān)。除此之外，含糖以及高碳水化合物的飲食也會加速非酶糖基化反應(yīng)，從而加快非酶糖基化終末產(chǎn)物在皮膚中的累積。

2.3年齡

隨著年齡增長，自然老化或光老化都會造成皮膚生物黃色素的堆積，其中年齡與脂褐素含量的關(guān)系早有報道[20]。隨著年齡增長，脂褐素會在人體細(xì)胞內(nèi)逐漸沉積，不僅影響皮膚顏色，而且能夠通過擠占細(xì)胞空間位置，影響細(xì)胞正常功能。隨著年齡增長，對脂褐素的清除能力降低，進一步造成脂褐素沉積。有研究表明，AGEs隨自然衰老在細(xì)胞內(nèi)逐步累積，王培昌等[21]研究北京健康人群AGEs水平，結(jié)果表明在30～69歲區(qū)間，血清AGEs水平與年齡增長呈顯著正相關(guān)（P＜0.005）。

2.4UV

UV造成皮膚老化的研究十分廣泛，UV輻射通過增加單線態(tài)氧、羥自由基等活性氧從而加快皮膚生物黃色素的累積以及皮膚表面脂質(zhì)的氧化，從而影響皮膚泛黃。

3結(jié)語

導(dǎo)致皮膚泛黃的因素很多，主要包括：外源性類胡蘿卜素的過度攝入；皮膚生物黃色素的累積；皮膚表面脂質(zhì)的氧化；皮膚表觀問題。類胡蘿素為維持人體健康的必須成分，且其造成的皮膚泛黃具有可逆性、短暫性；褐黑素為皮膚黑色素的一種，而皮膚中的黑色素能幫助皮膚避免光損傷。故此，在構(gòu)建對抗皮膚泛黃途徑中需要綜合考慮，重點對抗有害生物黃色素，加速有害生物黃色素的代謝以及提高皮膚的光澤度、降低皮膚粗糙度，從而滿足消費者對祛黃功效化妝品的需求。

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作者：王雅琴 杜一杰 許艷勇 馬來記 單位：北京明弘科貿(mào)有限責(zé)任公司