化妆品抗衰老的原理与应用

李 全 综述，吴志民 审校

(云南大学 化学科学与工程学院 药学院 云南 昆明 650091)

化妆品抗衰老的原理与应用

李 全 综述，吴志民 审校

(云南大学 化学科学与工程学院 药学院 云南 昆明 650091)

用化妆品对抗衰老不仅有基于衰老学说而提出的延缓衰老的方法，还有局部衰老体征的针对性方法，这些方法主要包括防紫外线、保湿补水、营养补充、抗氧化、抗糖基化、胶原蛋白合成与保护、消除微循环障碍、增强细胞活力等。本文综述了这些方法的原理及其在化妆品中的应用总结如下。

化妆品；抗衰老；应用；综述

皮肤的衰老一般从25岁开始，主要是基因控制的自然衰老和诸多外源性因素引起的衰老[1-2]，关于延缓皮肤衰老的研究和讨论，大多是基于各种衰老学说而进行。化妆品对抗衰老不仅是基于衰老学说而提出的延缓衰老的方法，更多是基于局部衰老体征的针对性措施。总体上来说，化妆品对抗衰老采用了如下措施：防紫外线、保湿补水、营养补充、抗氧化、抗糖基化、胶原蛋白合成与保护、消除微循环障碍、增强细胞活力。

1 防紫外线

太阳光中的紫外线(Ultraviolet，UV)可以分成A、B、C、D四段，地球大气层外臭氧层阻止了全部的UVC、UVD及98％的UVB到达地面，UVA和少量的UVB不仅促使产生自由基破坏皮肤中的分子、组织和细胞，而且还直接对它们造成损伤，在引起皮肤老化的诸多外源性因素中，紫外线引起的光老化是最主要的因素，也是化妆品能有效防护的因素。

化妆品防晒的主要方法是在化妆品中添加有机紫外线吸收剂。粒径10～100nm的无机粒子也可用作紫外线吸收剂，并且效果上优于有机紫外吸收剂，但是其不可破坏性、高渗透性、细胞内富集性使之存在一定安全风险，应尽量规避。添加0.5～5μm无机粒子可增加化妆品涂层对紫外线的反射，做成物理反射型防晒化妆品，但是，化妆品涂层薄，对可见光和紫外线都是透明的，不能无限增加无机粒子或增厚化妆品涂层来反射紫外线，因此，即使化妆品厂商宣称的物理反射型防晒化妆品，常常也添加有紫外线吸收剂。

2 保湿补水

与皮肤状态相关的水分的作用主要包括：为营养成分供给和代谢废物排除提供了溶剂媒介，缺水直接引起新陈代谢障碍；是皮肤中细胞之间、大分子之间的润滑剂和隔离剂，使皮肤柔软。缺水时，分子间、细胞之间作用力增强，皮肤变硬，大分子之间接触几率增加，大分子间交联反应更易发生，皮肤硬化不能逆转；水解桥粒，去除细胞间粘连结构，缺水时，桥粒水解不完全，角质细胞部分粘连，在皮肤表面形成鳞屑。因此，水分有助于皮肤延缓衰老和保持光滑。

正常情况下，皮肤有自身的保湿补水系统[3]，主要是：①微循环系统向真皮层补水，真皮层保持水分并通过乳头层和基底膜向表皮层供水；②表皮层中天然保湿因子锁住水分；③角质层砖墙结构阻止绝大部分水分进出皮肤；④皮脂膜阻止水分从皮肤中蒸发。然而，随着皮肤的衰老，皮肤自身保湿系统会出现问题：①皮脂腺衰退使皮脂分泌不足，皮肤表面缺少皮脂膜覆盖，水分蒸发过快。化妆品针对皮脂膜覆盖不全的问题，专门开发了润肤化妆品，同时还使用一些大分子的锁水成分，比如透明质酸钠、胶原蛋白、聚乙二醇等，在皮肤表面锁住一定量的水分来减缓皮肤中的水分蒸发；②角质层屏障损坏导致水分通过角质层速度加快。化妆品通过向皮肤中渗透神经酰胺、脂肪酸来修复脂肪双分子层，从而修复角质层的屏障功能；③皮肤衰老使表皮中的天然保湿因子含量降低，锁水能力降低。化妆品向皮肤中渗透一些小分子锁水成分，比如甘油、丙二醇、氨基酸及其盐、吡咯烷酮羧酸钠(PCA-Na)、甜菜碱、小分子糖等，来增加表皮中保湿因子的含量；④衰老引起的皮肤功能衰退是皮肤不能保持水分的重要内因。抗衰老，特别是真皮层抗衰老来解决表皮水源问题和增强基底细胞活性来解决过度角质化问题，间接改善皮肤保湿能力。

3 营养补充

皮肤需要的七大营养成分主要是：氨基酸和肽、脂肪酸、糖、维生素、微量和常量元素、水、氧气。正常情况下，循环系统会给皮肤带来充足的营养，但随着人体的衰老以及衰老带来的疾病影响，造成微循环功能障碍，影响了营养成分的供给。从皮肤表面渗透一些营养成分，以补充营养供给的不足是理所当然的方法。但考虑到化妆品涂在皮肤上的量和皮肤渗透的阻碍，除水分外，经皮补充常量营养成分是杯水车薪，即使化妆品常添加一些常量的营养成分，其目的往往不是用作营养成分，比如，化妆品中添加氨基酸及其盐用于保湿，添加脂肪酸用于调节酸度和修复脂质双分子层，添加糖类成分用于保湿和增稠。氧气会使血液鲜红，解决肤色暗沉问题，但研究表明，氧气很难渗过角质层[4]，皮肤“自主呼吸”补充氧气不现实。因此，化妆品在营养补充方面主要是针对微量营养成分，比如矿物泥类化妆品以补充微量元素为主，另一种微量营养成分维生素也是化妆品中最常添加的功效成分。

4 抗氧化

在众多衰老理论中，自由基学说、光老化学说、非酶糖基化学说、羰基毒化学说和自由基—美拉德反应学说都与自由基有关[5]。自由基破坏人体内分子、细胞和组织，引起一系列的疾病和衰老反应是大家共同认可的，通过对抗自由基带来的氧化来抗衰老已经在保健品和化妆品领域广泛应用。

人体内抗氧化，主要是清除过量自由基和自由基介导的活性氧，人体自身已经有抗氧化系统，这个系统中包含了众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、过氧化氢酶、硒谷胱甘肽过氧化物酶、不含硒谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽硫转移酶、醛酮还原酶；抗氧化成分主要是：维生素C、维生素E、辅酶Q10、谷胱苷肽、类胡萝卜素、胆红素和一些蛋白。

随着人体的衰老，人体抗氧化系统也会衰退，主要表现为抗氧化酶和抗氧化成分减少导致的抗氧化能力降低。抗氧化酶分子一般较大、不稳定，皮肤渗透困难，直接通过化妆品补充的不多，目前仅见个别化妆品添加超氧化物歧化酶成分。少数化妆品经皮补充合成抗氧化酶的元素，比如硒元素，来提升抗氧化酶的水平，但该法未得到主流化妆品认可，分析原因可能是经皮渗透的硒元素未经消化系统分解，从化学形态上来说不一定能被利用生成抗氧化酶，而且无机形态的硒大多有毒。在化妆品抗氧化方法中应用最多的是补充抗氧化成分，主要是补充：维生素C、维生素E、辅酶Q10、 谷胱苷肽、α-硫辛酸、海澡多糖、类胡萝卜素(维生素A及其衍生物、虾青素、蕃茄红素)、黄酮(银杏提取物、植物雌激素等)、多酚[茶多酚(绿茶提取物)、鞣花酸(石榴皮提取物)、白藜芦醇(葡萄、葡萄籽、红葡萄酒提取物)、绿原酸(金银花提取物)]等。这些成分在皮肤中不仅起到抗氧化作用，而且大多还有其它护理皮肤的功能，在很多化妆品中都广泛使用。

5 抗糖基化

非酶糖基化学说、羰基毒化学说和自由基—美拉德反应学说都提出了一种分子水平的衰老现象，即蛋白分子上的氨基与糖分子上的羰基反应生成糖基化蛋白(advanced glycation end productons，AGEs)，AGEs的生成带来的组织结构的老化难于修复，不可逆转，最终胶原蛋白交联，皮肤失去弹性，脂褐素逐渐聚积，皮肤颜色逐渐暗沉，产生老年斑[5]。一些研究试图裂解AGEs，逆转其AGEs交联物生成[7-10]，但因诸多原因，未见在化妆品中应用。人体抗糖基化较为成熟的方法是使用AGEs的形成抑制剂。诱发形成AGEs因素主要分为自由基或自由基介导的活性氧诱发的糖基化和传统的非酶促进的糖基化[6]，化妆品中抗氧化可以有效阻止皮肤中自由基或自由基介导的活性氧诱发的糖基化，化妆品常添加的一些抗氧化成分，比如：黄酮、多酚、α-硫辛酸、海澡提取物、绿原酸等均被发现具有抑制糖基化的活性[11]。传统的氨基对羰基直接亲核加成的糖基化反应可以通过降低血糖浓度或者减少活性羰基来阻止，化妆品中添加维生素B6、肌肽、根皮素和根皮苷等主要目的就是通过捕获活性羰基来抗糖基化。

6 胶原蛋白的合成与保护

真皮层中，游离的胶原肽可以与透明质酸一起增强保湿性能，形成网状结构的胶原蛋白是细胞、神经、血管的支架，同时赋予皮肤的弹性，使皮肤饱满。25岁以后，成纤细胞产生胶原蛋白的速度越来越慢，交联的、降解流失的胶原蛋白越来越多，导致皮肤中胶原蛋白越来越少，最终形成皱纹，皮肤松弛。皱纹和松弛是皮肤老化的最重要体征，人们想尽办法增加体内胶原蛋白含量，以减缓这个衰老体征的出现，总体来说，应用过的方法主要有：直接补充胶原蛋白或胶原肽、增加成纤细胞数量来产生更多胶原蛋白、增加成纤细胞活性来产生更多胶原蛋白、防止胶原蛋白交联和降解流失。

合成胶原蛋白的主要氨基酸是甘氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸，一般来说，人体不缺少这些氨基酸，所以无论是吃胶原蛋白或者通过化妆品经皮渗透胶原肽来促使胶原蛋白生成的效果都广受质疑，但有实验证明经皮渗透分子更小、渗透性更好的胶原三肽[12]或鱼鳞寡肽[13-14]的确能促进皮肤内胶原蛋白的合成。真皮层中成纤细胞密度达到一定水平，就不能再增殖，有人通过体外培养成纤细胞再回输真皮层的方法来增加成纤细胞数量，以便在皮肤内产生更多胶原蛋白(自体细胞美容术)。成纤细胞产生胶原蛋白，不仅需要合成胶原蛋白的原料，还需要一些活性成分的参予和促进，维生素C、积雪草提取物、植物雌激素、褐藻萃取物[15]是化妆品经常添加的用于促进成纤细胞活性，增加胶原蛋白合成的成分。此外，白头翁皂苷酶解产物[16]、杜仲水提物[17]也被报道用于促进胶原蛋白的合成。

紫外线、自由基、糖基化是促使胶原蛋白交联反应的主要因素，前述防紫外线、抗氧化、抗糖基化是减缓真皮层胶原蛋白交联的主要措施。胶原蛋白在基质金属蛋白酶催化下分解流失，植物雌激素抑制基质金属蛋白酶活性，可以有效减缓胶原蛋白流失[18-19]。

7 消除微循环障碍

以毛细血管为主体构成的微循环系统为皮肤带来营养成分，带走代谢废物并分解色素，但是随着皮肤的衰老，微循环系统会出现毛细血管体密度降低和阻塞的问题。体密度降低主要表现为襻状血管消失，弯曲血管拉直[20]；毛细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、血管内径变窄引起的阻塞和流速减缓。无论哪一种微循环障碍，都会带来营养供给不足，色素代谢受阻，最终影响到皮肤细胞的活力，皮肤表面形成色素沉积。针对毛细血管体密度降低的问题，目前尚未见有效解决办法，有报道说运动可以减缓襻状血管消失。针对血液粘稠度升高问题，化妆品可以渗透一些溶解纤维蛋白的成分，主要有肝素、水蛭素、红花提取物、人参提取物、银杏提取物、大蒜提取物 、丹参提取物、三七提取物等；针对毛细血管内径变窄的问题，化妆品可以渗透一些扩张血管的成分，主要有神经肽、烟酰胺、乙醇(体内氧化成乙醛)、黄瓜酶 、娑罗子提取物、橘皮提取物等。

8 增强细胞活力

皮肤中的细胞活力宏观表现为皮肤的年轻态及修复、恢复的能力。在细胞水平，主要表现为细胞合成一些成分的活力和细胞生长、增殖的活力。随着皮肤老化，细胞中物质合成和增殖能力减弱，修复、恢复能力也随之减弱。从皮肤具体细胞来说，能对皮肤外在形态构成重大影响的细胞是表皮层的基底细胞、真皮层的成纤细胞和噬黑细胞。基底细胞分裂产生角质形成细胞的活力不足时，表皮更新时间增长，皮肤表现出过度角质化的衰老体征；成纤细胞活力不足，胶原蛋白和透明质酸合成不足，导致真皮层储水能力下降，皮肤干燥，胶原蛋白减少，皮肤失去弹性，形成皱纹；噬黑细胞吞食并分解黑色素，其活力不足，会影响色素代谢，在皮肤表面形成色斑。

影响细胞活力的因素除自然衰老因素外，营养成分、参与细胞生理活动的一些活性成分都会给细胞活力带来较大影响。首先营养成分是细胞活力的物质基础，通畅高效的微循环系统是细胞活力的保障。一些参与细胞生理活动的活性物质在细胞成分合成和增殖环节必不可少并起关键作用，皮肤的衰老导致这些关键物质减少，细胞活力降低。化妆品增强细胞活力，主要是通过经皮渗透一些影响细胞活力的关键性物质，这些物质主要包括：表皮生长因子(Epidermal growth factor ，EGF)、维生素A及其衍生物、维生素B5、尿囊素等。EGF既能促进细胞生长和增殖，又能促进细胞中物质的合成，是一种全面增强细胞活力的活性很强的成分，皮肤中真皮层和基底层EGF含量较高。EGF在化妆品中已有应用，但经皮渗透EGF，会使皮肤中EGF浓度倒置，可能会导致角质形成细胞异常增殖分化[21]，所以，其作用效果还有待进一步评诂。维生素A又称为上皮细胞调节剂，用于增强基底细胞的活力，其作用效果研究较为充分[22-24]，目前已经广泛应用于化妆品。有人认为，受细胞寿命和分裂次数限制，加速细胞分裂增殖，在短期内可改善皮肤的外观，但实质上会使细胞寿命变短，反而加速衰老[25]，但从目前的研究来看，调节基底细胞活力没有触及细胞分裂次数限制。维生素B5在细胞中以辅酶A的形式参与能量、蛋白质、糖和脂肪的新陈代谢，并促进膦脂合成，尿囊素有促进细胞生长的作用，它们是修复、恢复类化妆品常用活性成分。

9 小结

皮肤的衰老是多层次、多方面的，因此，化妆品抗衰老也应多途径进行，本文综述的各方面，缺一不可。然而，任何品牌的化妆品都不可能面面俱到，它们为了营销需要，常常仅突出某一方面的特色，因此，消费者使用化妆品护理皮肤，应选择不同特色的化妆品进行多途径护理。

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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

编辑/李阳利