化妆品抗衰老活性物质作用机制及应用技术探讨

　　下面文章基于消费者对于抗衰老化妆品日益增长的需求展开研究，论述了现阶段化妆品行业中活性物质抗皮肤衰老作用机制的研究进展;并依据大部分活性物质稳定性及生物相容性较差等现状，阐述了目前化妆品行业增强活性物质稳定性和皮肤渗透性的各种技术手段，展望了抗衰老化妆品的研究方向，为更好地开发抗衰老化妆品，保持皮肤年轻健康提供了参考。

　　关键词：化妆品,抗衰老,活性物质,作用机制应用

　　随着生活水平提高和科学技术进步，人类的寿命不断增加，老龄化现象也日趋严重。皮肤作为人体的外部器官，与环境有着直接接触，更易受到外部侵袭损伤，造成干燥、皱纹、下垂、色斑等老化现象[1]。为了保持年轻的肌肤状态，越来越多的消费者开始使用具有抗衰老功效的化妆品。据Euromoniter统计，中国2016年抗衰老化妆品市场份额已达到356.5亿元人民币，到2020年预计还将增长30%以上(www.euromoniter.com)。因此，作为抗衰老化妆品核心的活性物质的抗衰老机制和高效利用方法成为目前的一个研究热点。

　　1抗衰老机制

　　皮肤老化有一系列成因，包括内在的细胞增殖和修复能力衰退[2]，以及外部的环境损伤[3]。随着研究手段的不断更新，研究者们对于产生皮肤老化的作用机制也有了更为清晰的认知，包括随着年龄增加而产生的生理代谢变化如何导致皮肤结构的改变，外部的刺激通过何种途径造成皮肤损伤。在此基础上，可以更有针对性地开发抗衰老活性物质，特应性地抑制或阻断某种老化反应过程，实现靶向抗衰老作用。截至目前的研究阶段，常见的抗衰老作用机制主要有以下几个方面。

　　1.1细胞外基质的调节

　　细胞外基质(Extracellularmatrix，ECM)，是细胞分泌到细胞外间质中的大分子物质，主要包括胶原蛋白、弹性蛋白、糖蛋白等，是支撑皮肤结构、维持皮肤功能的重要物质。在皮肤老化过程中，胶原蛋白和弹性蛋白含量的降低会导致皮肤失去弹性、下垂、出现细纹和皱纹。为了维持皮肤弹性，必须使细胞外基质保持在较高水平，可通过促进其合成和减缓其降解两个方向来实现这一目标。

　　对于促进细胞外基质的合成，可从基因层面增加此类蛋白的转录和表达[4]，也可通过增加酶活和前体供应来促进此类物质的生成[5]。化妆品中常见的抗衰老物质，如视黄醇、维生素、辅酶等都具有此类功效。另一方面，可通过抑制胶原蛋白酶或弹性蛋白酶的酶活，乃至降低此类酶的表达，来减少其对细胞外间质的降解。目前发现的一些植物提取物，如荔枝、葡萄籽、红参、没药等[6-8]，都具有此类功效，目前也已广泛地应用于化妆品中。

　　除此之外，基质金属蛋白酶(Matrixmetalloproteinases，MMPs)，是一种结构和功能与锌内肽酶相关的酶，由角质生成细胞和成纤维细胞产生，能够消化细胞外基质中各种蛋白组分，是造成细胞外基质降解的另一个重要因素[2,9]。在成人阶段，每年胶原蛋白含量会减少1%，而在老年人中这一比例更高，因为其含有更高含量的基质金属蛋白酶[10]。因此，为了达到抗衰老的效果，应减少基质金属蛋白酶的含量，抑制基质金属蛋白酶的活性。常见的抗衰老活性物维生素E和茶叶提取物都具有此类功效[11-12]，与此同时，研究者们也在积极探索和开发新的活性物，力求找到更安全、有效、生物相容性高的活性物质[1]。

　　1.2抗氧化作用

　　皮肤由于自身代谢和受紫外辐射等因素，会产生自由基，形成氧化应力。正常情况下，皮肤会产生天然抗氧化物质来阻止活性氧对细胞的损伤[2]，但当皮肤自身的抗氧化能力不足以抵抗活性氧应力时，过剩的活性氧应力会造成细胞损伤，如导致蛋白质、脂质乃至DNA的降解，从而使皮肤失去弹性，产生皱纹[13]。为了平衡氧化应力，由外而内地为肌肤补充抗氧化物质以及激发自身的抗氧化物质的产生都是十分有效的途径。

　　研究表明，多种常见植物中，蕴含着大量的黄酮、多酚类二次代谢物，此类物质具有天然的抗氧化作用，可以作为氢的贡献者，降低自由基的活跃度乃至清除自由基，避免氧化损伤[14]，这是目前研究较为清楚、应用较为广泛的抗氧化作用方式。除此之外，研究者们也积极寻找从内部激发皮肤自身抗氧化物表达的方法，如通过信号转导途径、促进抗氧化物质基因转录、增大细胞容量[15-16]等方式来对抗氧化应力的损伤。尽管所采用的方法暂时还无法较为成熟地应用于化妆品中，但这为扩展抗衰老途径的认知，开发新的抗衰老物质提供了研究基础。

　　1.3抗炎作用

　　活性氧应力除了对细胞产生直接损伤外，还会激发身体内的炎症因子，从炎症途径造成细胞老化和损伤。炎症因子一方面可以减少胶原蛋白合成前体骨胶原的合成，造成胶原蛋白的结构异常和破坏，降低胶原蛋白的含量;另一方面，通过增加基质金属蛋白酶的合成、提高酶活力以及促进抑制剂失活来维持高含量的基质金属蛋白酶，实现其对细胞外基质的降解[14]。与此同时，炎症因子可进一步加剧氧化应力，将氧化应力放大，促进自身产生更多的炎症因子。

　　常见的炎症因子，如白细胞介素(Interleukin，IL)、核酸因子(NuclearfactorκB，NF-κB)和肿瘤坏死因子(Tumornecrosisfactorα，TNF-α)都参与了皮肤的炎症反应。白藜芦醇，作为化妆品中广泛使用的具有美白和抗衰老功效的高活性原料，就可直接抑制炎症因子IL-1、IL-6和IL-8的基因表达;常见的绿茶提取物，可抑制IL-1、IL-8、IL-10和IL-12等炎症因子的释放[17]。除此之外，不少植物提取物，还可通过抑制NF-κB或TNF-α来抑制炎症通路，阻断炎症反应的循环[1,16]。

　　1.4促进细胞增殖

　　尽管已知细胞增殖能力的衰退和丧失是皮肤老化的重要内在因素，但如何增加细胞的增殖能力，也是在近几年随着干细胞研究的深入才逐渐开始发起的新兴领域。在研究过程中发现，生长因子在皮肤重组、修复和重建上具有很大的作用，可促进角质生成细胞和成纤维细胞的增殖，也可促进其他由于老化导致增殖活力降低的细胞的生长，增加表皮的厚度[18]。

　　例如，从新生儿阴茎成纤维细胞提取的生长因子以及从脂肪组织中提取的间充质干细胞，可促进角质生成细胞的增殖[13]，一种重组成纤维细胞生长因子也证实可促进成纤维细胞和角质生成细胞的增殖[19]。另一方面，通过促进干细胞的增殖，可为后续皮肤功能细胞的生成提供充足的来源，从而保持皮肤功能细胞的正常增殖[20-21]。

　　目前，关于促进皮肤细胞增殖的研究还处于体外实验的初级阶段，研究中所采用的分离得到的以及人工特异性合成的生长因子等细胞增殖促进因子还仅限于科研领域，若要实际应用还需要对作用机制进行深入的研究以及进行广泛的活性物筛选和安全性论证。

　　1.5抵御细胞凋亡

　　活性氧应力造成细胞损伤的重要途径就是细胞凋亡或坏死，其中机制最为清楚的是角质细胞的凋亡。角质细胞在紫外辐射下的凋亡被称作灼烧细胞(Sunburncells，SBCs)，灼烧细胞的产生是日光造成皮肤损伤的重要途径[16]。

　　研究表明，人体中最丰富的抗氧化剂维生素C，可贡献电子来中和自由基，保护氧化应力下的细胞间结构，同时保护皮肤免受UVA的光损伤和UVB导致的红斑和灼烧细胞的产生[1]。除此之外，作为皮肤重要功能组成的成纤维细胞也会因受到日光损伤而进入凋亡程序，使细胞外基质分泌不足，导致出现皮肤松弛与皱纹[22]。

　　目前化妆品领域中，抵御细胞凋亡的途径主要集中在避免日光损伤、减轻氧化应力、增加细胞活力等方面。对于如何从机制上阻断凋亡途径、抑制细胞凋亡尚未有成熟的方法，还需要持续深入的研究。

　　1.6改善角质层屏障功能

　　皮肤老化除了令皮肤松弛、下垂、出现皱纹以外，屏障功能的损伤和丢失也是一大显著特征[1]。老化皮肤的角质层在受到慢性的日光损伤后，结合水分的能力减弱，天然保湿因子减少[23]，同时脂质和蛋白的含量也降低。化妆品中常见的烟酰胺、神经酰胺等物质，可以通过增加角质层的水分、脂质和蛋白来改善皮肤屏障[24]，维持其抵御外界损伤的重要作用。

　　另一方面，皮肤老化后，角化细胞颗粒变大，会造成过度角化，60岁后，表征皮肤屏障功能的经皮水分散失(Transepidermalwaterloss，TEWL)值反而会很低乃至消失[25]。因此，维持角质层的正常代谢更新也是保护肌肤屏障的重要手段，如常见的α-羟基酸可通过螯合作用，移除细胞吸附离子，形成角质脱落，促进细胞生长和分化，使皮肤看起来更年轻[5]。

　　1.7皮肤美白功能

　　皮肤衰老的另一个重要表现就是色素沉着以及色斑的形成，这种老化特征对于亚洲人来说比欧美人群更为显著。目前对于化妆品美白活性物质的研究已较为成熟。酪氨酸酶作为黑色素合成的关键酶，抑制其酶活性可减少黑色素的生成，如视黄酸、曲菌酸、壬二酸、熊果苷、黄酮类化合物等常见美白剂均可抑制酪氨酸酶的活性，达到美白效果[26]。

　　除此之外，具有黑素细胞毒性、抑制黑素小体的转移、抑制小眼转录因子、抑制腺苷环化酶信号通路、加速黑色素剥落、促进真黑素向褐黑素转化等都是较为明确的作用机制[27]。化妆品的美白作用机制也是一个值得深入研究的课题。

　　2抗衰老活性物质的应用技术

　　目前，抗衰老化妆品使用较多的活性物质主要有维生素、多肽、辅酶，以及植物提取物中的黄酮和多酚类物质，大部分活性物质分子结构不稳定易被氧化，或者因相对分子质量太大不易进入皮肤，以及具有一定的皮肤刺激性。因此，活性物质能不能够透过角质层以一定的浓度到达皮肤的作用位点，对于活性物质能否达到预期功效具有关键性的影响[28]。因此，研究者们也开展了多项研究来增加分子结构的稳定性、减弱皮肤刺激性以及增加皮肤透过性，使其能够更好地应用在化妆品中，实现抗衰老的目标。

　　2.1衍生化技术

　　所谓衍生化技术，是一种利用化学变化把化合物转化成类似化学结构物质的技术。通过保留化合物的活性位点，不改变其功能，进行结构修饰，改变其溶解性、稳定性和生物相容性等特征。目前在化妆品行业中，应用较多的活性物衍生方法主要包括酯化、酯移化、糖基化、糖移化、低聚化，所用到的酶有蛋白酶类、转移酶类、糖苷酶和虫漆酶[29]。

　　如对维A酸进行衍生化得到的视黄醛，对皮肤刺激性显著降低[14];白藜芦醇，尽管生物活性高，但生物相容性低，难以被人体利用，可通过衍生化提高其人体利用度[30]。目前，对于活性物的衍生化研究已经较为广泛，如活性酸、维生素、脂质、黄酮、多酚类等都有相关的衍生化研究[29]，这为活性物的有效利用提供了可行方案。

　　2.2包裹技术

　　除了衍生化技术以外，活性物包裹技术也是保护活性物不被氧化、增强皮肤渗透的重要技术手段。包裹技术中，较为常见的是微胶囊技术，即将活性物质包埋、封存在一种多聚物壁的微型胶囊中形成一种固体微粒产品的技术。例如，对羟基肉桂酸进行微胶囊包裹，保护其活性结构稳定，同时使其能够缓慢释放[31]。

　　近年来，针对药物的传递发展出了一种新的包裹技术，叫做纳米颗粒技术，即将小分子活性物质包裹在脂质形成的纳米级颗粒中，达到良好活性物传递效果的技术[32]。化妆品行业也借鉴于医药领域的这一技术，对常见的抗衰老活性物质进行了纳米颗粒包裹，如对辅酶、维生素、油性植物成分进行包裹，目前已有成功案例[33-34]。

　　2.3配方技术

　　从20世纪40年代起，研究者们便试图通过在配方开发中应用微乳技术改善活性物质的皮肤渗透能力，即通过水相、油相和表面活性剂的恰当配比达到乳化颗粒为20~200nm的透明或半透明乳液[35]。与传统乳液相比，配方稳定性更强，对于亲水性和亲脂性的活性物质都可溶解，且乳化颗粒更有利于皮肤渗透[36]。由于该配方技术的巨大优势，近年来，微乳技术已经进一步发展为纳米乳技术，乳化颗粒粒径进一步缩小到1~100nm，美国FDA也于2014年发布了针对该技术的指导文件[37]。

　　目前对于纳米乳的研究十分活跃，通过化妆品中常见油脂、醇类、表面活性剂等原料的使用和优化，对多种活性物质进行了纳米乳配方开发，并研究其稳定性和体外、体内功效[38]。除此之外，利用特殊乳化剂形成的具有亲水部和亲油部晶体结构的液晶乳化技术也为活性物传递、产品稳定性的保持提供了有效的解决方案[39]。

　　3结语

　　消费者对于抗衰老化妆品的需求和期待日益增加，尽管目前已有多种活性物质被证实具有抗衰老的活性功效而成功应用于化妆品中，可作用于皮肤衰老的一个或多个途径来延缓皮肤的老化，但是其作用效果还远远不能达到消费者的期待。目前，对于皮肤衰老的机制还有待于深入研究，许多生理生化机制还不十分清楚;对于已知的作用途径，还需要进行大量的工作来寻找更加安全有效的活性物质，所采用的方式不仅可从天然物质中筛选，也可进行针对性的人工设计合成，当然，这有赖于对皮肤抗衰老机制的深刻认知;同时，提高活性物质的利用率，建立更加完善、准确的评估手段等，对于开发更加有效的抗衰老化妆品，实现人类保持年轻、健康的梦想都有十分积极的意义。

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　　推荐期刊：《中国化妆品》(月刊)创刊于1993年，是中国商业联合会主管、中国百货纺织品公司主办的国内外公开发行的国内唯一一本宣传普及化妆品知识、反映报道化妆品市场的国家级刊物。杂志集科普性、实用性、权威性、导向性于一身，融专业化、国际化、时尚化、大众化为一体，反映市场，指导消费，贴近读者，美化生活。