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新型天然肽类原料在化妆品中的应用和研究进展

2015-01-26单承莺马世宏张卫明

中国野生植物资源 2015年4期
关键词:酰基透明质真皮

单承莺,马世宏,张卫明

(1.南京野生植物综合利用研究院,江苏南京 210042;2.南京农业大学食品与科技学院,江苏 南京 210095)

近年来,全球化妆品市场的销售量每年都在大幅递增,而其中功能型化妆品以其独具的抗衰老、美白、防晒和保湿等多重作用受到消费者的欢迎,是21世纪化妆品行业重要的发展主题。传统的功能化妆品原料多为化学合成或植物提取的小分子物质,而近十多年来明显向生物多糖及蛋白质等较大分子类物质发展。在细胞的代谢循环过程中,起决定作用的大多是蛋白质(或多肽),包括一些特殊的酶和起调节作用的细胞因子。人们从天然物质中提取或以仿生的方法设计和合成出一些活性物质(肽类或蛋白质),用以参与细胞的组成与代谢,调控细胞内的生理生化反应,为化妆品原料开发和成品设计提供了全新的方向和思路,在国内外各种化妆品中的应用也越来越普遍[1]。

1 肽类原料及在化妆品中应用的发展

肽类(Peptide)是蛋白质结构中的组成片段,是由具有一定序列的氨基酸通过酰胺键相连。由两个氨基酸组成的肽称为二肽,3个氨基酸组成的成为三肽,以此类推。能在化妆品中应用的肽多数为二肽至十肽之间的小分子肽[2]。肽与生物体内别的物质相比,最大特点是具有极强的活性和多样性。肽在生物体的生长、发育和代谢中起着重要的作用,在皮肤自然老化和护理过程中也起着关键的调控作用。人类皮肤的衰老、褶皱、暗淡是由内外多种因素引起的。过多的阳光(紫外线)照射仅是重要的外因之一,还有表皮更新、真皮对外来化学物清除力、真皮厚度、免疫反应温度调节等多方面功能的降低,均能引起皮肤衰老。但皮肤衰老的最主要原因是体内自由基破坏了正常的细胞行为,加速了细胞老化,因此清除或抑制自由基就能阻止或缓解皮肤的衰老[3]。

20世纪90年代,加入DNA、RNA、天然蛋白质等成分的化妆品流行一时,但由于人体皮肤角质层独特的生理屏障性质,这些大分子活性成分很难透过表皮被吸收。直到后来发现了蛋白质片段—肽,它无毒、高活性且易吸收,小分子肽更具有特殊生理活性作用,能在本质上改善皮肤的一系列问题,在化妆品方面的应用效果颇佳。

首先应用到化妆品配方中的是两种天然活性肽:肌肽和谷胱甘肽,在防晒、抗皱和美白护肤品中使用,效果非常好[4];在此基础上,人们又研究出了多种类型的肽并将之应用于化妆品中。一般来讲,三肽、五肽可以帮助促进胶原蛋白生成;四肽帮助抗炎、抗氧化;六肽可以阻止神经递质释放,类似肉毒毒素的功效[5]。总之,肽类在皮肤护理方面应用前景十分光明。

能应用在美容护肤类化妆品中的肽类一般需要具有以下特点:第一,具有特定的氨基酸序列和分子量,成分单一,不能是混合多肽;第二,作用机理清晰,能明确作用于细胞中某个受体;第三,剂量小,一般添加剂量在mg/kg级即有明显效果;第四,来源简单易得,目前主流趋势以化学合成为主。

目前常见的已在化妆品中使用的肽类有:L-肌肽(L-carnosine)、谷胱甘肽(glutathione)、铜肽(copper peptide)、棕榈酰三肽-5(palmitoyl tripeptide-5),五胜肽-3(pentapeptide-3)等[6]。同时,已有多个国际知名品牌推出了肽类化妆品,例如:玉兰油(OLAY)、雅芳(Avon)、雅诗兰黛(Estee Lauder)、兰蔻(LANCOME)、欧莱雅(L'Oreal)、香奈儿(Chanel)、迪奥(Dior)、SK-II等,可谓掀起了肽类美容护肤品的热潮。据统计,2011年国际市场上肽类美容护肤品的销售额就已经超过160亿美元,并且仍以每年30% ~40%的速度递增[7]。

2 几种新机能肽材料的开发与应用

最近几年,已经有很多种新机能肽原料被开发出来,并成功应用于皮肤医学或皮肤护理产品。有纯植物来源的多肽,例如以稻米米渣为原料生产的具有极低过敏性的大米多肽[8];有生物体内本身固有而逐渐被科学家发现的或者以衍生物形式开发的多肽[9-12]。

2.1 能使肤色变得更加漂亮的Tetrapeptide-30

Tetrapeptide-30(PKEK:脯氨酸-赖氨酸-谷氨酸-赖氨酸)是皮肤固有的一种肽,能使炎症后的高色素性褐斑显著减少。体内试验中确认:Tetrapeptide-30是一种能使肌肤色调均一化的活性原料,水溶液中1600mg/kg含量即可发挥活性作用。

皮肤中的黑色素生成过程,是由存在于表皮基底层的黑色素细胞决定的。该过程的一部分是由角化细胞与黑色素细胞间的相互作用决定的,并且被α-黑色素细胞刺激荷尔蒙(α-MSH)具有的黑色素细胞活性可溶因子所控制的,再加上角化细胞分泌的炎症性细胞因子,它们共同促进了黑色素细胞的活性化、增殖。影响皮肤增白和着色过程的方法多种多样,通常都是关于抑制与黑色素生成有关的酶(酪氨酸酶)的方法、抑制黑色素细胞的活性和阻止角化细胞中黑色素的发现。Tetrapeptide-30对黑色素细胞在角化细胞中的发现有优良的抑制效果,这是通过正常人体角化细胞(NHEKs)用UVB照射后在体外试验中确认的。

2.2 有抗老化效果的Progeline

新型肽“Progeline”是一种氟化肽(三氟三肽-2),是由生物体内的天然弹性硬蛋白酶阻化剂—内生多肽(Elafin)衍生而来的三肽。Elafin是从培养角化细胞中单离出来的一种蛋白质,对分解弹性硬蛋白的弹性硬蛋白酶有抑制作用。最近发现:在由光老化引发皱纹的光弹性炎症的阳性部位,同时出现了弹性硬蛋白和Elafin的蓄积。而这种新型肽不是诱导Elafin产生的,而是在Elafin的机能性部位合成的肽,它对皮肤没有坏影响,而是保护皮肤构造,具有强化皮肤构造的机能。

Progeline既具有保护和促进皮肤构造蛋白产生的效果,又对皮肤细胞的基本代谢机能发挥作用,因而Progeline被称为新型老化抑制剂。

2.3 以皮肤蛋白多糖为目标的抗老化肽:酰基四肽-9

蛋白多糖对组织的恒定性(体内平衡)有非常重要的作用。蛋白多糖存在于真皮细胞外的基质中,特别是与人基膜聚糖(Lumican)对机能性胶原蛋白纤维组织化有密切关系。先前的研究认为,人基膜聚糖会随着人的年龄增加而减少,从而使胶原蛋白纤维的组织构造丧失。以此研究成果为基础,特别是人基膜聚糖具有的独特抗老化作用,德国BASF公司的Pauly等人合成了以皮肤蛋白多糖为目标的抗老化肽,INCI名:酰基四肽-9(化学成分:甘油,酰基四肽-9)。在多个体外试验中证实:酰基四肽-9对人基膜聚糖和胶原蛋白的合成有促进作用,并在活体试验中确认了酰基四肽-9的抗老化作用。酰基四肽-9对真皮细胞外基质和真皮表结合处的构造蛋白质的几个基因发现有促进作用,特别是对真皮胶原蛋白纤维主要构成要素的Ⅰ型胶原蛋白的COL1A1基因有增加作用。酰基四肽-9还能使真皮细胞外基质和真皮表皮结合处的构造蛋白多糖的几个基因活性化。

酰基四肽-9不仅对人基膜聚糖的合成有促进作用,对胶原蛋白的合成也有促进作用,并且还能显著改善皮肤的弹性和构造,是一种具有抗老化作用的新型肽材料。

2.4 具有改善体形效果的新颖六肽:ADIFYLINE

近年来,改善由于年龄增大产生的老化和体型改变、恢复至年轻人的魅力,成为广大消费者追求的目标。随着年龄的增加,人的皮肤会变薄、失去弹力,而且在重力的作用下,支撑人体肌肤的皮下脂肪组织也会失去。肌肉和肌肉以下的皮下脂肪组织是广泛存在于人体中的器官,随着年龄增加,皮下脂肪组织的体积会减少,即使是部分的减少也会使人失去年轻美丽的容貌。为了获得必需的轮廓,使特定区域的脂肪组织变得发达非常有必要。人的脂肪组织主要存在于皮肤以下的位置,它由褐色脂肪细胞(BAT)和白色脂肪细胞(WAT)2种脂肪细胞构成。褐色脂肪细胞(BAT)是人出生早期必不可缺的脂肪细胞,在成人中只有少量存在(5%),而且随着年龄增加,BAT会变的越来越少。白色脂肪细胞(WAT)是成年人体中存在最多的一种脂肪细胞,白色脂肪细胞能把从日常饮食中摄取的三甘酯和胆固醇酯(油滴)贮存起来,是人体能量的巨大仓库。

脂肪组织支持胶原蛋白细胞和其他细胞的活动,在含有单一油滴的脂肪组织中,存在着典型的白色脂肪细胞和它的前驱体——前驱体脂肪细胞。在成熟的脂肪细胞中,存在着单一的大油滴(占细胞体积的80%),而前驱体脂肪细胞中没有油滴。

年轻人和年长者的脂肪组织分布和数量有很大差异。随着年龄增加,皮下贮藏的脂肪组织会逐渐减少,并向内脏再分配,使得人体数个部位(脸、轮廓、手、胸)的外观体积减少,结果使脸部和体型发生了令人不悦的显著变化。如果脂肪组织中的油滴蓄积量增加,会使人身体局部的体积变大,体型得到整理,从而显现出凹凸有致的身体曲线。

ADIFYLINETM是由西班牙 Lipotec S.A.公司的Marta等人开发的一种新的肽原料,是能使部分脂肪组织体积增大的、含天然氨基酸的化妆品新原料(表示名称:乙酰基六肽-38)。ADIFYLINETM具有局部非侵入的丰满皮肤效果,可以作为防止因年龄增加产生的体型改变的优良原料,它对脸颊、乳房、手、嘴角周边的丰满效果值得期待。

2.5 能够促进表皮肤中透明质酸产生的肽:Syn-Hycan

皮肤真皮的细胞外基质(ECM)是具有复杂网架构造的细胞外巨大分子,它对保持皮肤构造有很大作用。ECM的主要构成成分是透明质酸和胶原蛋白,ECM构成成分的变性过程与皮肤老化有很密切的关系。皱纹和皮肤松弛是视觉上直观的老化现象,为了减少这种皮肤的变化,DSM公司开发了一种新型三肽Syn-Hycan,它的甘油水溶液制剂形式在配方中更加容易使用。在正常的人体皮肤纤维芽细胞的体外培养试验中,该溶液显示对透明质酸的生物合成有促进作用,对蛋白多糖中脱氢胆酸、人基膜聚糖有增加作用。

长链透明质酸是优良的外用保湿剂,其用于局部皮肤的保护和保湿作用,在抗老化化妆品中已被大量应用。但是,长链透明质酸只能对皮肤的表面发挥作用,因为它的分子量很大且具有极性,所以几乎不会对皮肤发生浸透。Syn-Hycan对皮肤中的透明质酸合成具有促进作用,而由真皮产生的透明质酸是细胞外基质的主要成分,支持构造蛋白质和皮肤细胞,发挥类似缓冲垫的机能,而且还能保持皮肤内的水分。在表皮中,透明质酸能够再构筑角质细胞间的细胞外间隙,使营养素的交换顺序顺利,并且发挥信号传递的配位体的机能。

核心蛋白多糖和人基膜聚糖是真皮中重要的2个蛋白多糖,不论是哪种核心蛋白质都具有GAG侧链。核心蛋白质能与胶原蛋白原纤维结合,当这种结缔组织中存在最多量的蛋白质使胶原蛋白纤维原纤维结合成束后,就形成了胶原蛋白纤维。Syn-Hycan能够刺激更强质量胶原蛋白的生成,而且它促进透明质酸合成的效果也会对结缔组织的水分保持量发挥协同增效作用。

3 结语

新型天然活性肽类原料在美容护肤品中作用效果明显,但由于其具有极高生物活性,在具体应用中还应注意一些问题:1)肽类原料多数易受环境影响而失活,因此要根据产品特点,选择合适的剂型和保护剂,保持其活性,保证产品质量;2)根据不同人群、皮肤状况和活性肽类特性,选择合适的应用时机和方法,如外用、注射、口服等,最大限度地发挥生物活性物质的作用;3)各种细胞都需要多种活性肽类的存在才能保持其最合适的增殖状态,单一活性肽类对细胞作用有限,多种活性 肽类相互协同作用能够更好发挥作用;4)由于活性肽类存在剂量效应关系,只要能够发挥出其美容护肤或创面修复功效,不可能也没有必要一味在护肤品中追求高浓度。

新型活性肽类已经给化妆品成品及原料带来了革命性进展,并显示出巨大潜力。伴随生物化学、分子生物学、基因技术等方面的进步,将会有更多新用途、新活性的肽类产生,给美容护肤领域带来更多的突破性进展,造益于广大的消费者。

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