皮肤衰老的机制及其在化妆品中应用 皮肤衰老的机制及其在化妆品中应用皮肤衰老的机制及其在化妆品中应用

皮肤衰老的机制及其在化妆品中应用

很多爱美女性甚至男性对面部容颜十分关切,甚至不惜血本进行脸部投资,只求“打败”岁月,留住容颜。衰老,尤其是面部衰老当真是不可逆的吗?衰老的机制是什么?有没有办法可以破解衰老的魔咒?

衰老是一个生命机体在生理、生化和形态方面逐步衰败的自然过程。

皮肤是人体最大最复杂的器官,在社会学、经济学以及药物学上,基于皮肤衰老的病理学研究越来越重要。

人体皮肤衰老是时间累积(内源性衰老)和外部暴露于环境(外源性衰老)两个方面引起的,例如,皮肤长期暴露于紫外线下,引起的光老化。因而,内源和外源性老化最终会导致皮肤失去生理功能,这种损害增加了皮肤患各种疾病的风险。

那么人体皮肤衰老的表现都有哪些呢?

皮肤衰老的表现

1.表皮表现

表皮通透屏障是机体抵御外来病原体和污染物等有害物质的重要屏障。

随着机体衰老,表皮角质形成细胞增生分化能力降低、脂质合成减少,表皮pH升高,导致表皮通透屏障功能恢复速度减慢。

通过对老年人皮肤进行胶带撕拉或丙酮处理后检测发现,皮肤的透皮失水率明显高于年轻人,且不易恢复。

大量研究均表明,随着机体衰老,表皮的屏障功能下降,使老年人比年轻人更容易发生皮肤疾病。因此,

屏障功能的修复及脂质的分泌对抗衰老化妆品尤为重要。

2.表皮真皮连接部表现

基底膜存在于动物上皮细胞与基质细胞之间,厚度为50~100nm。其作用是通过隔开细胞与其下层组织向细胞提供支撑,进行表皮真皮之间的细胞因子调节,起渗透屏障作用。

随着年龄的增加与紫外线的照射累积,皮肤基底膜出现层叠、断裂现象,阻碍表皮、真皮信息传递,开始出现皮肤病变。

真皮表皮连接部的结构随年龄的增加出现致密板的再复制,导致多层重叠板层出现。

体外实验中发现,将衰老皮肤用C-木糖苷进行处理后,增加了基底膜成分含量,如Ⅳ型胶原、Ⅶ型胶原和层黏连蛋白-332;体内实验发现,在使用3个月C-木糖苷后皮肤组织出现了基底膜区结构清晰的现象。

3.真皮表现

皮肤衰老过程中真皮的变化主要为

胶原蛋白减少,成纤维细胞增殖能力下降,及皮肤微循环改变。

在光老化导致的皮肤损伤中,成纤维细胞是受到紫外线辐射最明显的细胞。

随着年龄增加,成纤维细胞水通道蛋白减少。(水通道蛋白可以使水、甘油转运至表皮,对皮肤保湿及屏障功能有重要作用,水通道蛋白在老年人成纤维细胞中的表达明显低于年轻人。)

通过激光多普勒血流仪检测,发现皮肤血管舒张反应和血流量都降低,皮肤循环血流量减少,出现营养供给障碍、代谢废物积累,最终导致皮肤出现色素沉着、肤色暗淡等衰老现象。

皮肤衰老的机理

皮肤衰老是内源性生理衰老和外源性环境因素共同作用的结果,内源性衰老是根本,环境因素是在内源性衰老的基础上起加速或延缓作用。

目前,关于皮肤衰老的机理研究的非常多,先后出现过多种学说,其中对抗衰老化妆品原料筛选具有实际指导意义的主要有以下几种:

自由基衰老学说、基质金属蛋白酶衰老学说、代谢失调学说、非酶糖基化衰老学说等、光老化学说等

其中前四种学说属于内源性生理衰老,最后一种学说属于外源性环境因素。

但是每一种学说并不是孤立存在的,而是与其它学说相交叉,这样使我们才得以解释皮肤衰老过程中所出现的种种现象。

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

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。

2.保湿补水

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,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。

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,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。

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。

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(advancedglycationendproductons,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。

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。

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。

实验证明经皮渗透分子更小、渗透性更好的胶原三肽或鱼鳞寡肽的确能促进皮肤内胶原蛋白的合成。

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、杜仲水提物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。

7.消除微循环障碍

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;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。

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(Epidermalgrowthfactor,EGF)、维生素A及其衍生物、维生素B5、尿囊素

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,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,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,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。

扩充小知识:

1自由基衰老学说

自由基(freeradical)是由于共价键均裂而产生的带有不配对电子的原子或分子,具有高度的化学活性,与不饱和脂类发生过氧化生成过氧化脂质(Lipidperoxide,LPO),其终产物丙二醛(malondialdehyde,MDA)能与活细胞的大部分物质发生反应,导致生物膜通透性降低,损伤DNA分子,使细胞死亡或发生突变。

2光老化衰老学说

日光中的中波紫外线(UVB)和长波紫外线(UVA)会导致皮肤光老化。而紫外线辐射主要通过下列机制引起皮肤老化:(1)损伤DNA;(2)进行性胶原的交联;(3)通过诱导抗原刺激反应的抑制途径而降低免疫应答;(4)产生高度反应的自由基与各种细胞内结构相互作用而造成细胞和组织的损伤;(5)直接抑制表皮朗格汉氏细胞的功能,引起光免疫抑制,使皮肤的免疫监督功能减弱。

3非酶糖基化衰老学说

非酶糖基化衰老学说又称美拉德反应衰老学说。该学说认为:蛋白质等生物大分子的游离氨

基进攻还原糖的羰基形成不稳定的Schiff碱,Schiff碱重排产生Amadori产物,即早期糖基化产物,接着部分阿马多里(Amadori)产物再进一步发生复杂的分子重排,最终形成稳定而不可逆的晚期糖基化终产物(advancedglycationendproducts,AGEs)。AGEs具有较强的反应活性,与生物大分子发生反应,形成了造成多种生物损伤。

4代谢失调衰老学说

皮肤衰老的代谢失调衰老学说认为:遗传是衰老的第一性原因,通过细胞代谢表达生物的衰老规律。无论内在或外来因素导致了机体代谢障碍,均可促进细胞衰老而致机体衰老。通过实验证明,改善动物的代谢机能,可延缓衰老的发生。

5基质金属蛋白酶衰老学说

基质金属蛋白酶(MatrixMetalloproteinase,MMP)的主要作用是降解胶原及弹性蛋白等真皮组织,与其特异性抑酶(TissueinhibitorofMMP,TIMP)共同维持真皮层的结构。当MMPs分泌增加,或TIMP分泌减少时,就会导致胶原分子和弹性蛋白在细胞内降解增加,胶原蛋白和弹性蛋白的大量流失,最终造成皮肤弹性下降,皱纹形成且不断加深,从而导致了皮肤衰老的问题。

参考文献:

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[2]李全综述,吴志民审校,化妆品抗衰老的原理与应用[J]中国美容医学,2017,11(26):135-138.

[3]张晶孟宏董银卯祝钧,中草药延缓皮肤衰老的机制及其在化妆品中应用的研究[J]第九届中国化妆品学术研讨会论文集

,193-197.

公众号ID:

gh_f5eae0f25326

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