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、發生機制及影響因素，最后總結了化妝品用祛黃功效產品設計思路，以期指導相應祛黃功效化妝品的開發。

關鍵詞：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、發生機制及影響因素進行綜述，以期指導相關化妝品的開發。

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的碳氫化合物（胡蘿卜素）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無色外，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]，越來越多的醫學研究表明，類胡蘿卜素在淬滅自由基、增強人體免疫力、預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途徑。

1.2皮膚生物黃色素

導致皮膚泛黃的生物黃色素主要有：脂褐素、羰化蛋白、非酶糖基化終末產物（advancedglycationendproducts,AGEs）、褐黑素。1.2.1脂褐素脂褐素（lipofuscin,LPF）也稱為脂褐質，因其常在老年動物細胞中存在，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熒光性的不溶性顆粒，難溶于水、不易被排除。采用光學顯微鏡進行觀測，脂褐素呈現淡黃色、深黃色及橙紅色的自發熒光[4]。脂褐素化學組成復雜，用密度梯度離心法分離研究發現脂類約占50%，蛋白質約占30%，抗水解有色物質約占20%[5]，主要分布在皮膚的角質細胞、基底細胞、棘細胞、黑素細胞中。由于其難溶于水，不易水解被排出，在皮膚細胞內大量聚集從而導致皮膚泛黃。值得注意的是，脂褐素是膜結合細胞廢物，不能降解也不能從細胞排出，只能通過細胞分裂被稀釋。脂褐素形成原因主要是脂質過氧化產物作用結果。脂質過氧化終產物丙二醛（MDA）具有強烈的交聯性質，能夠與體內含游離氨基的磷脂、酰乙醇胺、蛋白質或核酸等生物大分子交聯形成Schiff堿，使膜脂蛋白之間或其本身之間相互交聯，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熒光性的不溶性顆粒[6]，為羰基化反應產物。羰基化反應是在人體包括皮膚中被發現的另一種類型的蛋白質改變，這種改變可以從蛋白質與各種醛類發生的反應中被觀察到[7]，羰基化蛋白一般沉積在角質層與真皮上層。角質層有相當數量的羰基化蛋白，盡管角質層代謝周期較短，但長期暴露在氧化刺激因素下會出現羰基化蛋白的增加；真皮中含有大量的膠原蛋白、彈性蛋白等基質成分，故此會出現羰基化蛋白的累積，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]。羰基化反應主要是醛類與蛋白質發生的反應，醛類物質具有較強的生化反應活性，是熒光色素產物——羰基化蛋白的主要前體物[6]。醛類的產生可分為外源性及內源性兩種，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產生：超氧陰離子、羥自由基等活性氧導致皮膚不飽和脂肪酸形成脂過氧化物和環化過氧化物；脂質過氧化產物、環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，羰基化反應與非酶糖基化反應很相似，但卻是完全不同的蛋白質化學反應。1.2.3非酶糖基化終末產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等大分子中的游離氨基酸反應生成可逆或不可逆結合物-高級糖基化終末產物的過程[9]。AGEs為棕色或黑色具有熒光特性的大分子物質，其具有不可逆性、交聯性、不易被降解性等，存在于表皮層和真皮層。糖類與脂質反應，導致生成schiff堿，Schiff堿不穩定，進一步形成amadori產物，amadori產物是早期糖化作用的標志性物質，可與其他物質作用，通過氧化或非氧化途徑產生AGEs。AGEs產生過程（如圖1）主要通過3步反應產生[4]：a具有還原性氨基的大分子與葡萄糖等含有醛基物質發生加成反應，形成可逆的schiff堿；b可逆的schiff堿發生重排，形成amadori產物，該物質能在蛋白質中沉積；cAmadori產物經過一系列的脫水、重排，形成具有高度活性的羰基化合物，其與蛋白質的還原性氨基發生反應，生成AGEs，進而又與相鄰蛋白上的游離氨基以共價鍵結合，形成AGEs交聯結構。1.2.4褐黑素皮膚中的黑色素分為優黑素（真黑素）和褐黑素，優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。褐黑素在黑色素細胞內合成，形成成熟的黑素小體，沿微管、微絲運動被運輸到黑素細胞的樹突上，通過胞吞作用至周邊的角質形成細胞中[10]。在角質形成細胞分化過程中，黑素小體被酸性水解酶降解，最終隨角質層脫落而排出體外[11]。陸洪光等[12]研究不同膚色人種皮膚角質層細胞黑素顆粒顏色區別，結果表明白種人角質層細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層細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。體內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，進而結構重排形成多巴醌。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，經多聚化反應與氧化反應生成多巴色素，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皮膚表面脂質氧化皮膚表面脂質是由甘油三酯、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誘導下，角鯊烯脂質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、糖基化反應，從而導致皮膚泛黃。

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。當角質層含水量降低[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黯淡狀態，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]，空氣污染物能夠對皮膚表觀狀態造成影響。文獻[18]表明，空氣污染嚴重的墨西哥城，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ROS的產生，導致脂質過氧化和蛋白質氧化，最終形成醛類物質，從而進一步形成脂褐素、羰基化蛋白、非酶糖基化終末產物。

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系發現，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。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，從而加快非酶糖基化終末產物在皮膚中的累積。

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系早有報道[20]。隨著年齡增長，脂褐素會在人體細胞內逐漸沉積，不僅影響皮膚顏色，而且能夠通過擠占細胞空間位置，影響細胞正常功能。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隨自然衰老在細胞內逐步累積，王培昌等[21]研究北京健康人群AGEs水平，結果表明在30～69歲區間，血清AGEs水平與年齡增長呈顯著正相關（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的氧化，從而影響皮膚泛黃。

3結語

導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：北京明弘科貿有限責任公司