胡国胜：化妆品抗衰老产品研发思路

▇  上海和善化妆品有限公司   胡国胜

第一章 什么是衰老

多少年来，人类为了探索生物体衰老的奥秘，已经开展了大量的研究。更有很多人为了达到长生不老的目的而不惜花费大量人力、物力、财力，找寻所谓的长生不老的方药，但是至今还是不能达到他们所追求的长生不老，人类为什么会衰老，如何抵御衰老进程，已经越来越受到人类社会的关注。

 

第一节  衰老和老化

在人的一生中普遍要经历生长期、成熟期、和老年期（衰老期）三个阶段。老年期是人生最后一个阶段，是走下坡路的历程。对于衰老的定义有很多种，概括起来有：

1.    衰老是个体生长发育最后阶段老年期的改变，是有机体在成熟期后对环境适应能力的降低，也是对疾病的易感过程；

2.    老化是导致有机体自然死亡的一系列恶化或者退化过程；

3.    衰老是一复杂的、具有不同器官和系统的数不清的一系列特定变化的过程；

4.    衰老是生命的基本特征之一，它是生物个体的生命周期中必然发生的、难以逆转的退行性变化，是老人的特征。 

衰老的主要特点表现为：

1.    普遍性：任何生物体都会经历从生长期、成熟期、和衰老期三个阶段；

2.    必然性：老化是由生物体遗传基因所决定的，不同生物体都有其一定的寿命极限；

3.    不可逆性：老化是渐进的、不可逆转的过程，没有人能够返老还童；

4.    危害性：衰老会导致机体各系统功能普遍下降，易引起疾病并导致死亡。

 

第二节  人体皮肤衰老机理和表现

在人体衰老阶段，各器官、组织、和系统都会发生变化。但是从外观上最容易发生变化的就是皮肤及其附属器官。人在40－50岁后发生衰老的最明显变化就是毛发由黑变为灰白，皮肤由光洁变为黯淡、松弛，出现老年斑，皮下脂肪减少、变性，皮肤弹性降低，皮肤干枯、变薄。

皮肤衰老分为两种，一种是固有的老化，又称为自然老化或者内源性老化，是由于遗传因素和不可抗因素（机体内分泌及免疫功能随着机体衰老所发生的改变）所引起的；

另一种是由于环境因素如紫外线，吸烟，风吹，接触化学物等引起的外源性老化，其中因日光中的紫外线长期反复照射是环境中影响皮肤老化的最重要因素，又称为光老化。

皮肤的自然老化是指皮肤在表皮更新、对外界化学物质的抵抗力、真皮层厚度和细胞组成、温度调节和受伤后表皮重建能力、免疫反应、感觉能力、汗腺和皮脂腺分泌能力、维生素D3合成能力和血管反应性等多方面功能的降低；

光老化除了以上的变化外，还表现为皮肤松弛、粗糙、皱纹加深加粗、结构异常、不规则性色素沉着、毛细血管扩张、角化不良、出现异常增殖及癌变、弹力纤维蓄积增加并且变性等，其中弹性组织变性是皮肤光老化损伤的重要标志，光老化的特征为暴露部位的皮肤松弛，粗、深皱纹，色素斑增多，毛细血管扩张等。不管是外源性还是内源性的皮肤衰老，它们在外观上最主要的表现就是皮肤松弛和皱纹的改变。

皮肤老化在表皮、真皮、皮下组织和附属器官的主要表现有以下几个方面：

一、表皮：

表皮老化主要表现为皮肤变薄、角质形成细胞增大且部分角化不全。其中比较明显的指标为水分丢失。水是角质层重要的塑形物质之一，角质层中水分含量约为10％－15％。维持皮肤水分相对恒定主要依靠角质层中的自然保湿因子和表面的屏障系统。随着皮肤逐渐老化，角质层中的自然保湿因子不断减少，皮肤表面屏障功能下降，皮肤的涵水能力也不断下降。

老年人皮肤角质层中水合能力较正常年轻人下降20％－25％，严重时下降更加明显。由于水合能力降低，皮肤组织细胞的水分减少，细胞皱缩，老化，出现细小皱纹。有研究表明，面部皮肤的细小皱纹是由于皮肤暂时缺水所致，一旦得到充足的水分补充，细小皱纹就会有明显缓解。因此，有的学者甚至认为，“皮肤的老化过程，基本上是一个缺水的过程”。

二、真皮：

真皮老化主要表现为成纤维细胞减少、体积变小、排列不规则，细胞外基质中胶原纤维、弹性纤维及其他成分减少、变性。

皮肤中水分的保持与真皮的基质有密切关系。这些基质成分包括由成纤维细胞产生的含有硫酸软骨素及透明质酸等粘多糖和蛋白质的糖蛋白复合物等。具有亲水性，是各种水溶性物质、电解质等代谢产物转化的场所，是真皮非常重要的组成成分。随着年龄的增长，各种氨基葡萄糖组分（如：硫酸软骨素、透明质酸）等发生变性。透明质酸具有特别的储水和保湿能力，在保证真皮层的水分方面起重要作用.老年人皮肤水分减少与透明质酸等成分的减少有关，这也是老年人皮肤干燥、萎缩和皱纹产生的重要原因之一。

皮肤弹性除了与基质中的粘多糖有关外，还涉及到真皮层的纤维网状结构。其中的胶原纤维是皮肤组织真皮层的主要成分，在维持皮肤组织韧性和弹性方面起主要作用。研究表明，随着年龄的增加，皮肤中可溶性胶原纤维减少，不溶性胶原纤维增加，皮肤的伸展度也随之减少，这也是老化皮肤的特征之一。此外，弹力纤维质和量的变化对皮肤老化也起重要作用。研究发现，老化的皮肤中，呈环状排列的弹力纤维和垂直排列的细丝丧失。由于这些微纤维的不断丧失，老化皮肤的表面开始松弛，进而产生皱纹。这就是皮肤老化的最明显标志，这些变化最早在30岁时就开始出现。

三、皮肤附属器官：

皮肤附属器官主要有外分泌汗腺、皮脂腺、和毛发。随着年龄的增长，这些附属器官也会发生变化。老化皮肤中外分泌腺的数量与活性均会下降，分泌细胞中脂褐素逐渐增多，表现为皮肤干枯、暗黄，这也是老化皮肤的基本特征之一。皮脂腺分布于除了掌跖以外的全身皮肤，皮脂腺分泌的皮脂可形成皮脂膜，对皮肤起到润滑和保护的作用，对于保持水分，维持皮肤的屏障功能具有重要的作用。皮脂同时对毛发也具有保护作用。皮脂腺分泌的皮脂在青春期达到高峰，进入成年期后相对稳定。以后随着年龄的增长，会逐渐降低。女性一般在绝经期后开始下降，男性在70岁以后，随着睾酮产生量的下降，皮脂分泌也开始下降。头发苍白是判断衰老的重要标志，人在50岁以后约有50％的体毛变灰白，头发变白的比例超过体毛。这是由于头发毛球处黑色素细胞进行性减少所致。与此同时，毛囊的数量也减少，体积变小，生长缓慢，毛发变细。

四、皮肤老化不仅涉及表皮、真皮、和皮肤附属器官，也会影响皮下组织。老年人由于激素分泌变化，脂肪组织减少、变性，导致真皮网状层下部缺乏支撑，这也是造成皮肤松弛的重要原因。

 

第三节 光老化

由于内源性老化是人体发育过程中无法避免的，目前尚无法对其采取有效治疗措施的老化机制，我们将主要讨论外源性的、紫外线引起的皮肤衰老。

日光性弹力纤维变性会引起异常的，黄色的无定形的弹力纤维变性物质在真皮上部沉淀，并且取代正常的胶原和弹力纤维，使皮肤失去弹性，血管壁变薄，变脆，使角盶细胞向角质细胞的演变过程受损，表皮异常变黑，产生不均匀色素和癌变。在组织形态学方面，可出现表皮增厚，真皮弹性纤维增加，胶原加速破坏和变性，炎症反应增加等。日光中的紫外线通过下列机制使皮肤受到损伤：

1．损伤DNA；

2．蛋白质（如：胶原蛋白）进行性的交联；

3．通过诱导抗原刺激反应的抑制途径来降低免疫应答；

4．产生的自由基与各种细胞内结构相互作用，从而造成细胞和组织的损伤。

紫外线还可以直接抑制表皮的朗格罕氏细胞的功能，引起光免疫抑制，使皮肤因为免疫监督功能的减弱而引起皮肤的老化。

目前发现，光老化的最主要机理是，皮肤中的各种成分在吸收了紫外线的能量后，可诱导产生活性氧物质 (ROS, reactive oxygen species)，直接攻击细胞膜，引起脂质过氧化，并且耗竭细胞内的抗氧化酶，加速皮肤老化过程。同时，ROS还可以激发细胞内的信号传导，诱导皮肤成纤维细胞合成基质金属蛋白酶（matrixmetalloproteinases, MMP），降解包括胶原蛋白，弹性蛋白在内的多种基质成分，从而形成光老化性皮肤特有的临床表现和病理改变。

临床上常用Glolau分型法对光老化进行诊断。该方法把光老化分为四型。I型：为“无皱纹型”，属于光老化早期，表现为轻度色素沉着，没有角化，少量皱纹；II型：为“活动性皱纹”，属于早期到中期光老化，有角化，但是不明显，有早期的老年性雀斑样痣，开始出现平形的皱纹；III型：为“静止皱纹型”，属于晚期光老化，表现为明显的色素沉着，毛细血管扩张，角化明显，可见明显的静止型皱纹；VI邢：“只有皱纹”，表现为肤色灰黄，满脸皱纹，无正常皮肤，呈现为“饼状或者碎裂状”。

 

第二章

 衰老－抗衰老的评价和研究方法以及原理

皮肤老化在外表上表现为表面粗糙、皱纹形成、皮肤松弛、色素失调。具体指标有皮肤色度、湿度、酸碱度、光泽度、油脂分泌、含水量、和弹性等方面的改变。

 

第一节 皮肤老化主要临床测定方法和原理

1. 皮肤皱纹测定：

皱纹形成是皮肤老化最主要的特征，因此，皱纹的测定对于判断皮肤老化非常重要。目前比较多的测定方法是先用硅氧烷液体在皮肤上复制形成皱纹的模型，然后用特定的光束照射在硅氧烷形成的皱纹模型上，皱纹突起的部位和凹陷的部位形成不同的影像，通过计算机对影像进行处理，计算出皮肤的粗糙度、平均粗糙度、最大粗糙度、皱纹平均深度等指标。这种方法具有较好的重复性，目前已经成为皮肤皱纹评价的主要方法。

2. 皮肤色度测定：

皮肤色素失调也是老年人重要的标志，主要表现为老年性白癍、黄褐斑、肤色暗沉等方面。测定皮肤色度的方法有Wood灯、色度光吸收／反射等法。Wood灯从1903年起就被用于检测皮肤的色度变化，皮肤在不同状态下经过Wood灯的照射会呈现不同的颜色：正常皮肤呈现蓝白色荧光，角质层增厚皮肤为白色荧光，表皮型色素沉着色泽加深，真皮型色素沉着色泽不加深。目前这种方法通过与计算机图像分析定量方法相结合被广泛用于评价皮肤色度的分布和色素沉着程度。利用色度光吸收／反射原理建立的色素检测仪由检测探头和计算机系统组成。探头由光源发射器和接收器组成。探头还配有弹簧以保持探测时对皮肤压力的恒定，入射波长包括568nm的绿光, 660nm的红光, 和870nm的红外光，根据不同肤色对不同波长的吸收／反射情况，就可以对皮肤的色度进行检测，精度可达到±5％。

3. 皮肤弹性测定：

皮肤弹性也是判断皮肤老化的重要标志之一。因此，皮肤弹性测定是皮肤老化检测必不可少的项目。根据吸力和拉伸的原理，利用负压装置对皮肤弹性进行测试是目前应用最广泛的方法。皮肤弹性测试探头通常由特指的探头和计算机处理系统组成。测试探头内包括负压吸引器和光的发射器以及接收器。光的比率（发射光和接收光之比）与皮肤被吸入的深度成正比，由此可以计算出恒定负压牵拉下皮肤的弹性。所得主要参数包括皮肤的最大拉伸量（Uf）、最大恢复量（Ua）、弹性部分拉伸量（Ue）、塑性部分拉伸量（Uv）等。弹性部分拉伸量越大，说明皮肤的弹性越好，塑性部分拉伸量越大，则皮肤的弹性就越差。此外，通过连续多次加负压、恢复、再加负压、再恢复的测试过程，还可以测出皮肤的抗疲劳性能。正常情况下，皮肤在疲劳过程中，Uf值会变大，Ua值会变小。仪器工作时的负压范围一般为2-5kPa，测试时间为0.1-60s，滩头直径有2, 4, 6mm等多种规格，可以适用于身体不同部位的测试。对皮肤弹性的另外一种测试方法是利用声波传导时间差异进行测定的。测试探头由声波发射器和声波接收器所组成。声波的传播时间很大程度上与弹力纤维的状态有关，通过测定声波在发射器发射和接收器收到声波之间的传播时间即可测出皮肤的弹性。由于声波的传播时间与弹力纤维的排列方向也密切相关，在同一部位的不同方向进行测定，还可以确定该部位弹力纤维的分布方向。

4. 皮肤油脂分泌测定：

皮脂腺分泌的皮脂能够在皮肤表面形成一层保护膜，对于皮肤角质层的柔润、防止角质层水分挥发、保持角质层细胞组织结构的完整性具有重要的作用。随着年龄的增加，皮脂腺分泌量减少，导致老年人皮肤干燥、粗糙、无光泽。通过对皮肤皮脂分泌量的测定也可以作为皮肤老化的一个重要指标。比较简单的皮脂测定方法有：（1）提取法，该方法是将皮肤表面的皮脂提取下来，再采用皮脂成分含量测定的方法进行测定；（2）称重法，是用特定的纸巾贴敷在皮肤表面一定时间后，测定贴敷前和贴敷后纸巾的重量变化，来测定皮脂分泌量；（3）仪器定量法，采用特殊的消光胶带来检测，这种特殊的消光胶带厚度为0.1mm，可以迅速吸收人体皮肤上的油脂，消光胶带与油脂作用后，即刻变成半透明状，其透明程度在一定范围内与吸收的油脂成正比，用光度计测定透光量，通过计算机软件计算处理，就可得出皮肤油脂的分泌量。利用这种方法测定时，要求每次测定的面积、探头对皮肤的压力、测试时间等操作技术保持恒定，从而使测试结果具有较好的可比性，精确度可达到±5％。

5. 皮肤水分测定：

皮肤水分是角质层重要组成之一，皮肤老化时，表皮层变薄，皮肤中的天然保湿成分减少，皮肤水和能力降低，皮肤屏障功能减弱，透皮失水增加。同时，细胞皱缩，组织萎缩，出现皮肤组织结构形态上的变化，形成皱纹。通过对皮肤水分的测定，不仅可以直接了解皮肤表皮和真皮层含水情况，还可以间接反映皮肤老化的程度。皮肤水分测定主要包括角质层水分含量和经皮失水（Transepidermal waterloss, TEWL）两个方面。角质层含水量测定主要根据电容原理进行测定。正常情况下，水的介电常数为8.1，而其他物质的介电常数大多数小于7.采用电容器测定时，皮肤电容量随着皮肤含水量的变化而变化。而皮肤的电容量又是在测定的范围内，因此，很容易测出皮肤含水量。电容量的测定方法具有独特的优点，测试结果可避免极化效应和离子导电率的影响，而且检测可以在一秒钟之内完成。但是，和其他检测方法一样，测定时要求每次测定的面积、探头对皮肤的压力、测试时间等操作技术保持恒定，从而使测试结果具有较好的可比性，电容器工作频率为0.9-1.2 MHZ，精度可达到±3％。经皮失水测定根据菲克（Fick）扩散定律进行测定。单位时间内经皮失水的计算公式为：dm./dt =-D.A.dp/dx, 其中A为面积 (m2), D为扩散常数 (0.0877g/m.h.mmHg), m为水分的量 (g), t 为时间(h), p为蒸汽压力 (mmHg), x为皮肤表面至测试点的距离 (m)。利用这个原理设计的探头由两组温度和湿度传感器组成，其探头的形状和大小设计可以防止周围空气流动对测定结果的影响。测定结果显示为一段时间内经皮失水的曲线、平均值和标准偏差。同时也可以从仪器上多个测量时间间隔内选择测试时间，得出平均经皮失水（TEWL）值。测定可分为标准测定法和连续测定法两种。采用标准测定法可根据实际需要选择测定时间，一般不超过10min，测定时先将测定探头的圆柱体垂直于被测皮肤表面，测定开始后，仪器每2秒钟自动记录一次经皮水分丢失的情况，按照时间顺序显示经皮水分丢失的数据，同时显示经皮水分丢失的平均值和标准偏差。此外，通过设定还可以显示探头接触部位的温度和湿度等测定条件状况。采用连续测定法可以连续测定一段时间内受试者皮肤经皮失水的变化曲线，连续测定的时间可以长达数天，用于了解较长时间内皮肤经皮失水的曲线，评价皮肤的屏障功能。

6. 皮肤酸碱度测定：

皮肤PH值是反映表面酸碱度的一项客观指标。在正常生理条件下，皮肤表面呈现弱酸性，PH值在4.5-5.5之间。这种弱酸性的环境对于维护皮肤的正常生理功能，防止微生物，尤其是致病性微生物的侵害具有重要的屏障保护作用。同时对于外界环境中的酸性或者碱性物质对皮肤的侵害具有一定的缓冲作用。随着年龄的增加，维持皮肤弱酸性的酸性物质生成减少，皮肤PH值呈上升趋势。有的老年人皮肤PH值可达到6－7. 基本上丧失了对外界酸碱物质的缓冲作用，皮肤屏障功能丧失。通过对皮肤PH值的测定，可以从一个侧面反映皮肤老化的动态变化。皮肤酸碱度测试比较粗略的方法为试纸法。较精确的方法采用仪器测定，检测仪的探头由玻璃电极（内含Hg/Hg2Cl2内部缓冲液）和参比电极组成，顶端由一个玻璃的半透膜组成，半透膜将内部缓冲液与外部被测皮肤表面分隔开来，但是外部皮肤的氢离子（H＋）可以通过该半透膜，根据皮肤表面H＋浓度的变化即可测出皮肤表面的PH值。测定范围在0－12之间，精确度可达到±0.1测定前先用PH＝4和PH＝7的标准缓冲液进行校正。

 

第二节 皮肤老化主要体外试验方法和原理

1. 体外抗氧化试验：

自由基引起衰老学说是美国学者Harman在1956年提出的，该学说是迄今为止众多学说中证据最多，深受关注的学说之一。自由基是外层轨道带有不配对电子的原子、离子或者分子的总称。主要是氧自由基，其化学性质活泼，有极强的氧化反应能力，可使各种生物膜的不饱和脂肪酸发生过氧化，形成过氧化脂质。过氧化脂质与蛋白质、磷脂发生反应，形成脂褐素，使蛋白质和磷脂的活性发生改变，影响细胞物质交换，使细胞死亡。脂褐素沉积于皮肤会形成老年斑。自由基产生的活性氧成分还可以影响胶原蛋白，引起胶原纤维变性。因此，可以认为，衰老是自由基损伤性效应的综合结果。体外抗氧化试验方法主要有以下几种：

1. 邻苯三酚(Pyrogallol，PR)自氧化法

   邻苯三酚在碱性条件下迅速自氧化，自氧化过程中产生O2·，O2·加速邻苯三酚自氧化速率，同时生成有色中间产物，中间产物的积累在滞后30～45s 与时间成良好的线性关系，一般维持4 m i n 左右，随后减慢。有色产物在325nm 有强烈的光吸收。由于自氧化速率依赖于O2·的浓度，清除O2·则抑制自氧化反应，阻止中间产物的积累，从而评价受试物清除O2·的能力。

   
   

2. 肾上腺素法

   此方法原理类似邻苯三酚自氧化法，1972 年由Misra和Fridovich报道，1978 年由Ming和Seymour进行改进。肾上腺素在碱性条件下自氧化为粉红色的肾上腺素红，产生O₂·，自氧化速率与O₂·有关。肾上腺素红在320nm有最大吸收峰。当O₂·的清除剂加入体系中时，迅速与O₂·反应，使O₂·被还原生成H2O₂从而使肾上腺素自氧化速率下降。O₂·不起传递作用，则肾上腺素红不能积累。适当添加螯合剂，可以提高灵敏度。另外，由于肾上腺素红在空气中不稳定，会进一步氧化，所以测定时间要严格控制在初始阶段。

3. 黄嘌呤-黄嘌呤氧化酶－鲁米诺体系

   在有氧条件下，用黄嘌呤氧化酶催化次黄嘌呤产生超氧阴离子自由基。O₂·与化学发光剂鲁米诺反应，使其激发，当鲁米诺从激发态返回基态时就向外发光。因此，清除O₂·就可抑制鲁米诺的发光。该法灵敏度高，干扰因素少。

   
   

2. 成纤维细胞体外增殖试验：

人二倍体成纤维细胞在体外培养的寿命是有限的，随着体外培养所传代数增加，细胞的增值能力逐渐丧失，因此，成纤维细胞体外增值能力是可靠的评价受试者皮肤衰老程度的指标。有研究表明，不同年龄人的皮肤成纤维细胞的复制寿限与供者的年龄成负相关，供者的年龄每增加一岁，其皮肤成纤维细胞在体外复制的寿限降低0.2代。目前，成纤维细胞体外增值能力已经广泛用于抗衰老研究。

3.DNA损伤修复能力：

多种染色体损伤，如：染色体移位、DNA单双链断裂、片段缺失等，都会随着年龄的增加而累积。这一现象与老年人DNA修复能力降低有密切关系。有研究表明，许多哺乳类动物皮肤的成纤维细胞对紫外线诱导的DNA损伤的修复效能与动物的最高寿限有明确的相关性。DNA损伤修复的检测方法包括：非程序性DNA合成、DNA聚合酶β及内切脱氧核糖核苷酸酶测定等。

4.线粒体DAN片段缺失：

衰老的线粒体学说认为，线粒体的损伤是细胞衰老和死亡的分子学机制。线粒体DAN（mtDNA）是哺乳类动物唯一的核外遗传物质，该物质为裸露的、无组蛋白保护，而且缺乏有效的修复系统，容易受到环境因素的影响发生突变，其突变发生率远远高于细胞核的DNA。有研究发现，在皮肤老化过程中，会发生多种类型的mtDNA缺失的累积，其中关系最密切的环境因素为紫外线照射。因此，mtDNA缺失检验可以作为评价皮肤老化（尤其是光老化）的特异性分子生物学指标。

5.端粒长度：

人类染色体端粒由端粒酶所合成，是维持染色体稳定的重要因素。在端粒酶处于抑制状态的细胞分裂时，DNA不完全复制会引起端粒DNA的丢失，随着细胞分裂次数的增加，端粒不断缩短，当端粒缩短到一定程度（临界长度）时，细胞不再分裂。有研究发现，人体内成纤维细胞端粒每年缩短14－18bp（碱基对），体外培养的二倍体成纤维细胞，每增加一代，端粒长度减少50 bp（碱基对）。因此，端粒长度不仅是细胞分裂次数的“计数器”，还是细胞衰老的重要指标。常用的端粒长度测定方法是根据Southern的方法来测定限制性内切酶产生的末端片段。还可以采用定量荧光原位杂交技术，可以测定染色体间端粒长度的变化。在此基础上发展出来的流式细胞仪荧光原位杂交技术，在测定端粒长度的同时，还可以测定细胞的表型以及细胞内的其他活性因子。

6.衰老相关的β－半乳糖苷酶活性：

1995年Dimini等发现，体外培养人二倍体成纤维细胞，当PH值在6时，其β－半乳糖苷酶染色的阳性率随着代龄增加而增高，他把这种中性的β－半乳糖苷酶定义为衰老相关的β－半乳糖苷酶活性。在体外试验中，永生的细胞中测不到衰老相关的β－半乳糖苷酶的活性。在人体，老年人体皮肤细胞中衰老相关的β－半乳糖苷酶活性明显高于年轻个体。因此，衰老相关的β－半乳糖苷酶的活性测定可用于测定个体皮肤衰老的状况。衰老相关的β－半乳糖苷酶的活性检测大多数采用组织化学染色法，简单易行，是目前应用较广泛的方法。

7.晚期糖基化终产物（advancedglycosylation end-product, AGE）：

AGE的形成是一个不可逆的过程，AGE会随着个体年龄增加在体内不断累积，影响蛋白质、脂类、核酸的结构，造成这些物质生物学功能的改变，在人类皮肤等富含胶原蛋白的组织中，其水平随着年龄增加而逐渐增高。在体外培养的人成纤维细胞中，其水平也随着代龄增加而增高。目前检测AGE的方法包括荧光分析法和酶联免疫吸附分析法。

 

第三章

目前国内外一些皮肤抗衰老活性成分及其作用机理、应用前景

目前用于化妆品中抗皮肤衰老的活性成分主要包括：抗氧化剂、细胞因子、维生素A衍生物、天然植物提取物、保湿剂和紫外线防护剂等。

第一节  抗氧化剂

抗氧化剂一直是被用于抗皮肤衰老的主要成分，随着年龄的增加，机体保护机制下降。体内生理性损伤，特别是引起的脂质过氧反应，即内源性超氧自由基作用于机体中的不饱和脂肪酸，产生不稳定的过氧化脂质，进而分解产生醛类，特别是丙二醛，它通过攻击磷脂和蛋白质，反应形成脂质蛋白复合物，即脂褐素沉积于细胞内，成为细胞老化的标志。因此，抗氧化一直是预防和治疗皮肤老化的有力手段，也是其他许多化合物达到抗皮肤老化作用的重要途径。

现常用的抗氧化剂包括有酶类或非酶类物质，如：维生素E、半胱氨酸、抗坏血酸、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化酶、金属硫蛋白、木瓜巯基酶、辅酶Q10等。而某些氨基酸如甘氨酸、丝氨酸与水杨醛缩合产物可与铁形成2：1的复合物，通过此反应可抑制与铁有关的羟自由基产生，并能抑制脂质过氧化，也具有抗氧化作用。

超氧化物歧化酶（SOD）是目前化妆品中研究最深入、应用最广泛的抗氧化剂，是含有铜、锌、锰和铁的金属酶，广泛存在于生物体的各种组织中，是能够特异性清除超氧阴离子的抗氧化酶。SOD可从牛、猪等的红细胞中提取，亦可从菠菜、小白菜、刺梨、酵母和细菌中提取。目前已经知道，至少有Cu-SOD、Mn-SOD、Fe-SOD、Zn-SOD和EC-SOD等五种SOD。作为活性酶的SOD用于化妆品成分受多种因素的影响，如：半衰期短，在体内停留时间短，通常只有6－20分钟。分子量在32,000左右，不易透过角质层和细胞膜，且具有抗原性等。为解决这些不利因素，目前国内主要采用分子工程的方法以肝素、聚乙二醇、右旋糖酐等水溶性大分子对其非活性基团进行分子修饰，或采用可增加其透皮吸收的脂质体等新型的载体进行包裹。

维生素E和C则是化妆品中应用最早的抗氧化剂，具有天然抗氧化作用，它的作用主要是减少对活细胞有损害的过氧化氢、超氧化物阴离子和氢氧基的生成。主要作用：

1.  维生素E能减少日光烧伤后的红斑，这可能是由于清除紫外线辐射诱导的氧自由基的缘故；

2.  维生素C在水溶液中是不稳定的，很难被皮肤吸收。在一个专利配方中，在维生素C制剂加入了锌和酪氨酸（Cellex-C），外用后，维生素( 在皮肤中的水平较正常高20倍，渗透到真皮的深层。可起到抗氧化的作用，并且可阻断长波紫外线UVA和UVB对组织的损害。

另外，维生素C被认为是一种细胞素，能直接刺激成纤维细胞产生胶原。维生素C还是胶原代谢的必要成分。L—抗坏血酸－2－磷酸镁（VC－PMG）是维生素C制剂的另一种专利配方，这种更稳定的化合物在日本已用作去色素沉着剂。此外，元素锗Ge³²及某些中草药及海洋生物提取物的抗氧化作用也已见报道。

天然抗氧化剂的活性成分：具有抗氧化性质的天然物质结构类型主要有: 黄酮、单宁、维生素类、醌、含氮化合物、植酸、苯丙素、香豆素、萜类、烯酸等。其中较重要的为酚类，酚类化合物是一族结构中含有酚的化合物, 广泛存在于植物中。酚类抗氧化剂主要有从茶叶中获取的表没食子儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯以及儿茶素和从葡萄籽中提取的葡萄籽多酚。

• 茶叶中富含一种多羟基的酚类物质, 称为茶多酚,是十分优良的抗氧化剂。中国农科院茶叶研究所于1984 年开始研究茶叶天然抗氧化剂, 分离出了一系列茶叶抗氧化成分。在猪油、大豆油、菜油、花生油等食用油脂中添加0.02%～0.08%的茶叶天然抗氧化剂,证明其具有优异的抗氧化活性, 过氧化值和酸价的抑制率在90%以上, 抗氧化的效价比VE 高5倍, 与VC和VE合用时有协同增效作用。1988年,卫生部正式公布了茶叶天然抗氧化剂为我国食品添加剂之一。其抗氧化的主体成分茶多酚已成为衡量天然植物抗氧化成分功效的参照物。

• 多酚类物质中原花色素的抗氧化性最强。多酚的含量在葡萄皮中为23%～35%，果肉为2%～5%，葡萄籽为65%～70%。葡萄籽多酚中原花色素含量高达90％，有“多酚王”之称。葡萄籽是酿酒业和榨油业的下脚料，资源丰富，成本低廉。葡萄籽中所含的多酚类物质主要为儿茶素类和原花色素类，大体上单聚体占11％，低聚体34％，多聚体55％，低聚体中以儿茶素、表儿茶素、和原花色素二聚体B1和B2含量最高，而二聚体和三聚体的活性最强。多酚原花色素（OPC），是迄今为止所发现的最强最有效的自由基清除剂之一，尤其是其体内活性，是其他抗氧化剂不可比拟的，其效果是维生素C的20倍，维生素E的50倍。

第二节  维生素A衍生物

维A酸类（Retinoic Acid）是一组化合物的总称，包括了与维生素A在结构和作用上相似的所有的天然和人工合成的化合物。维A酸类化合物的衍生物很多，传统的方法将维A酸类药物划分为三代，第一代为维生素A的天然代谢产物，主要包括视黄醇、视黄醛、全反式维A 酸、维胺酯等。第二代为改变乙烯环已烯部分合成的芳香族维A酸。主要包括阿维A酯及其主要代谢产物阿维A。第三代为多芳香族维A酸。其最显著的特点是引入了多芳香环状结构，使其具有受体选择性。在作用的针对性提高的同时减少了不良反应。维A酸类具有抑制皮脂分泌，增加胶原形成，抗氧化等多种多样的生物活性。目前研究其具有明确的抗衰老作用。对皮肤老化的表皮粗糙，色素失调及皱纹的形成均有明显的作用。

第三节  细胞因子

细胞因子能够促进和加快细胞生长、增殖、合成蛋白质或多肽物质，在缓解皮肤老化和皮肤创伤修复方面有重要作用。目前在皮肤老化防治及美容方面应用的细胞因子主要有对上皮细胞有强烈的促生长作用的表皮生长因子（EGF），对成纤维细胞和血管内皮细胞有促生长作用的成纤维细胞生长因子（FGF），胰岛素生长因子（IGF），血小板衍生因子（PDGF）和能够刺激来自中胚层的成纤维细胞增殖，促进胶原蛋白和弹性蛋白的合成，还可刺激血管增生，但同时抑制来自外胚层的角质形成细胞增殖的选择性细胞激活剂－转化生长因子β（TGF－β）。但由于大多细胞生长因子不耐热以及分子量较大不易透皮吸收而限制了其使用。目前从人胎盘提取液中分离的人胎盘源促细胞生长因子（HPGF－1）是一种小分子量的活性肽，对热稳定性高，在经过90℃高热后仍对多种细胞的生长增殖有促进作用，有望在延缓皮肤老化方面得到广泛应用。而由于在皮肤老化进程中，细胞膜上的细胞生长因子受体逐渐减少，其与相应细胞生长因子的结合能力和敏感性明显下降。细胞生长因子受体激活剂也用于提高体  内外其相应细胞生长因子的生物学效应而达到延缓皮肤老化的作用。

第四节 天然植物提取物

作为化妆品中活性成分的天然生物提取成分主要来自于植物，动物和一些海洋生物。其中对植物提取物的研究开发最为深入，应用也最为广泛。从传统中医药及民间应用经验中整理发掘的用于美容化妆品的天然活性物质已有数百种。

其中研究最多的是具有抗氧化作用的中草药成分，如来源于银杏叶中的黄酮和内酯，来源于甘草的甘草次酸、来源于牡丹、徐长卿、白桦皮、报春花等的丹皮酚；

来源于阿魏、川芎、木贼、升麻、石松等的阿魏酸；

来源于人参、三七等的人参皂甙、三七总皂甙；来源于日本小檗、十大功劳、金线吊乌龟的小檗胺；

来源于红花、五味子的五味子酚；来源于大蒜的大蒜辣素；来源于毛冬青的总黄酮，以及当归、黄连的提取物等等都具有很好的抗氧化作用。

其次，从中草药中提取的天然的酶抑制剂近年来也被人们广泛注意。

如白芷、当归、防风、熊果、乌梅、肉桂、蔓荆子等提取物具有酪氨酸酶抑制作用；

荆芥、栀子、鱼腥草、小豆蔻、萍蓬草、竹节人参、丁香、独活、软紫草、北沙参、火麻仁、薏苡仁等的提取物具有较强的透明质酸酶抑制作用；

鸡血藤、阿胶、杏仁、荆芥、川芎、萍蓬草、大黄等的提取物对胶原酶有抑制作用；

而如黄烷酮和花色苷族类化合物则同时对多种酶有抑制作用，还能与胶原纤维和弹性纤维相互作用，从而保护这些蛋白纤维不被酶水解，起增白、保湿、防止色素沉着和防止皮肤老化的作用。

此外，我国古代很多中药复方也具有抗衰老作用。如：北宋年间的《太平圣惠方》收载抗衰益寿方剂172首, 从方剂功效分析研究, 明显地看出宋代益寿方剂配伍有四大特点：温阳滋肾以固其根，益脾和胃以培其本，渗湿降浊以祛其邪，重镇潜阳以宁神益智。

172首抗衰延寿方剂中出现机率最多的10味药物是蜂蜜、苁蓉、地黄、芜丝子、人参、肉桂、附子、牛膝、山药、茯苓, 上述药物的药理实验及化学成分研究表明, 其抗衰延寿作用是通过延长细胞生存期, 调节机体免疫功能, 改善机体代谢, 改善内脏机能以及提高机体应激能力而实现的。这些中草药的提取物成分复杂，作用机制多种多样，同时存在广泛的相互作用，运用传统中医理论并结合现代的科学技术对其进行深入研究开发无疑有着重要的意义。

第五节 保湿剂在皮肤抗衰老中的作用

当皮肤水分缺乏时，不仅会出现皮肤干枯，脱屑，缺乏光泽，弹性下降，皱纹增多等现象，而且由于水分缺乏导致皮肤细胞新陈代谢能力下降，使得细胞活力降低，加速皮肤衰老过程。对此，化妆品中通常采用多种作用的保湿成分来防止缺水性皮肤衰老。

主要有以下几种：

（1）皮肤屏障保护剂：一般采用植物油脂、神经酰胺、磷脂、胆固醇等类似于人类自身皮脂的成分，来补充流失的皮脂，减少透皮失水；

（2）天然保湿因子（natural moisturizing factor；NMF）补充剂，NMF指在人体皮肤中存在的一种具有储水作用的吸附性水溶性物质。一般采用肽类、氨基酸、小分子透明质酸、粘多糖、P.C.A. (Pyrrolidone carboxylic acid) 、乳酸盐等。

（3）成膜剂：一些多糖类成膜剂能够在皮肤表面形成一层保护膜，能够减少皮肤水分挥发，保护皮肤免受外来有害物质的侵害，促进创伤修复。因此，通过多层次的保湿成分作用，也能够有效延缓皮肤老化过程。

第六节 紫外线防护剂

紫外线防护剂包含UVB防护剂和UVA防护剂，UVB防护剂能够防止290-320nm波长范围内紫外线对皮肤的伤害，UVB对皮肤的损害主要为晒斑、炎症等，造成皮肤屏障功能破坏，失水、色素沉着等皮肤老化后遗症；UVA防护剂能够防止320-400nm波长范围内的紫外线伤害，UVA对皮肤的损害主要为晒黑、过氧化脂质增多、晚期糖基化终产物（AGE）沉积、胶原蛋白变性、弹性纤维降解等。引起黄褐斑、皱纹、皮肤松弛、弹性减低等皮肤老化现象。因此，通过有效的防晒措施，对皮肤衰老也能够起到有效的防止作用。

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