神经酰胺的性质及其在化妆品中的应用

l996年第 4期 日 用 化 学 工 业 专论与综述 神经酰胺的性质及其在化妆品中的应用 Keywords}Ceramide-skin C~．Fe produc~，cosmetics 0 引言 皮肤分 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 皮、真皮及皮下组织三部分 ，表皮为皮 肤的最外层 表皮又可分为角质层、颗粒层、棘层和基 底层四部分 ，其中角质层是表皮的是外层，直接与外 界接触 。过去认为角质层是一层无生理功能的组织的 观点随着人们对角质层结构和功能的深入研究被证 明是错误的。角质层的主要作用包括 ：(1)防止外界物 质 (细菌 ，病毒等)的侵入；(2)防止体内营养物质的丧 失 ；(3)对机械性 ，物理性，化学性和生物性损伤的防 护。由此可见，角质层对皮肤保护起着十分重要的作 用 。 角质层由角朊细胞组成。年青人角朊细胞更新周 期平均为 28天 ，其中包括基底层细胞分裂后，部分新 生细胞向外推移 ，经棘层到达颗粒层的最外层约 l4 天 ，再到达角质层至最后脱落又需 14天。中老年人 (>50岁)角朊细胞更新周期为 37天。近年来，人们 在研究中发现角朊细胞在细胞更新周期中其组分发 生 了非常 明显的变化 ，主要 可分 为四个阶段 ：(1)基底 细胞角质化形成角蛋白细丝，这种蛋白细丝不能从细 胞内分泌出来，只能留在细胞质内，脂质主要由磷脂 及 少量的非极性脂质和游离脂肪酸组成；(2)随着基 底细胞向外推移进入棘层，细胞内角蛋白细丝越来越 多．在显微镜下很容 易观察到．但脂质组分尚无明显 变化 }(3)进入颗粒层后，角蛋白细丝已充满了整个细 胞，脂质组分开始发生了变化，可以检测到神经酰胺 ， 胆固醇及糖脂 ；(4)进入角质层，所有的磷脂和糖脂都 完全被降解 ，神经酰胺合成增加。最终在角质层脂质 中主要组分为神经酰胺 ，胆固醇，胆固醇酯和游离脂 肪酸 ，已无任何磷脂存在。Tosh[yuki等人对人表皮 第一作者简舟一 何学 民．男，1952年 2月生，高工 角 化细胞 圈 L 表 盘显 微 结构 圈 Tvpe 2 ／ ＼ ， ，^ 、／ 、 一一 y 0 ' H o HN H 圈2 神蛀酰胺 l型守子结构 角质层脂质的分析证实，其脂 质含量分别为 50 的 神经酰胺 ，1 5 的胆 固醇，5 的胆固醇酯 以及 30 的游离脂肪酸 目前，科学家认为神经酰胺是角质层 脂质中最重要组分，其在角质层的生理功能中起关键 作用(见图 1)。 1 神经酰胺的性质及来源 Wertz等人测定了人表皮角质层中的神经酰胺 并根据分子结构将其分成 6种类型。发现所有的神经 酰胺分子量均<1，000而且都含有神经鞘氨醇 ，长链 的氨基醇或 4一羟双氢神经鞘氨醇。神经酰胺 I型具 有一定的代表性 ，其结构 中含有二条长链烷基，一个 酰胺基 团和二个羟基基 团(见图 2)。这种结 构使 神经 ·35 · 维普资讯 http://www.cqvip.com 专论与综述 何学民：神经酰胺的性质丑#在化妆品中的应用 酰胺分子具有亲水性和疏水性 ，这种性质对其在表皮 角质层中的作用具有重要意义 。 神经鞘脂类(Sphingolipids)被称为神经酰胺 的 前体，经代谢可产生神经酰胺。迄 今，在各种哺乳动物 细胞中已发现约 300种不同的神经鞘脂类物质。哺乳 动物的脑和脊髓中神经鞘脂类物质含量较高 个别的 植物 中也含有神经鞘脂类物质 ，由于含量太低 ，要分 离提纯神经鞘脂类物质或神经酰胺是困难的。要从动 物 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 中分离提纯神经酰胺也不是件容易的事，因此 科学家们设法进行人工合成。目前已有人成功地台成 了类似神经酰胺的结构物质称为类神经酰胺 (Pseu— doceramides)，但能进行这项台成工作的科学家为数 不多 。 2 神经酰胺的作用 神经酰胺在表皮角质层中的主要作用如下 。 2．1 屏障作用 皮肤的屏障功能与皮肤腊类有关。Grubauer等 人报道 】，利用丙酮等有机溶剂处理年龄在 1～3月 的雄性无毛小鼠皮肤，研究皮肤屏障功能与皮肤脂类 的关系。结果表明，随着皮肤脂质含量减少，皮肤屏障 功能下降。任道凤等人也报道了用氯仿 甲醇(2 1)溶液浸泡大白鼠皮肤可导致皮肤屏障功能紊乱．证 明皮肤屏障功能与其脂类有密切关系+皮肤脂类可调 节皮肤屏障功能 哪些脂类在皮肤屏障中起主导作用?以前的研究 认为皮肤中胆固醇和脂肪酸的台成可调节皮肤的屏 障功能。最新的研究证实，神经酰胺在皮肤屏障功能 的调控中起主导作用。Grubauer等人研究结果发现 ， 只要从表皮角质层中去除神经酰胺就能使皮肤屏障 功能丧失。Imokawa等人的实验证实，局部使用一定 量的天然或合成的神经酰胺就能使因用有机溶剂或 表面活性剂处理而导致皮肤屏障功能的丧失得到恢 复。Holleran等人用掺入[ H3H O的方式研究表皮 屏障功能与神经鞘脂类合成之间的关系。结果发现 ． 当无毛小鼠皮肤经丙酮处理造成皮肤屏障功能紊乱 时，其神经鞘脂类合成增高，在丙酮处理 5～7h后，神 经鞘脂类合成可达 1 70 。24h后，皮肤屏障功能恢复 正常，神经鞘脂类的合成也恢复正常。由此可见 ，神经 酰胺在维持皮肤屏障功能方面起着十分重要的作用。 2．2 粘合作用 神经酰胺与细胞表面的蛋白质通过酯键连接起 到粘台细胞的作用，这种相互之间的联系被称为“脂 质一细胞一蛋白质”的包裹物。Smith等人曾报道可 · 36 · 以通过测定表皮角质层中神经酰胺的含量来判断角 化细胞之间牯着力的大小。表皮角质层中神经酰胺含 量减少可使角化细胞间粘着力下降，导致皮肤干燥 ， 脱屑．呈鳞片状。Pawlings等人对干性皮肤脱屑机制 作了研究。结果发现 ，导致皮肤干燥的主要原因是表 皮角质层中神经酰胺含量减少，神经酰胺的含量高低 与皮肤干燥程度直接相关 使用神经酰胺可明显地增 强角化细胞之间的牯着力，改善皮肤干燥程度，减少 皮肤脱屑现象 2．3 保湿作用 皮肤是人体的一个贮水库 皮肤的含水量约占体 重的 l8 ～20 。皮肤的润泽和弹性 与表皮中所含 水分有密切关系。皮肤水分的过量丢失会导致皮肤干 燥 ，甚至皲裂 Imokawa等人采用丙酮 t乙醚 (1：1)对 10名 24～33岁男性 自愿者 的前臂处理 5～20rain以去除 角质层的脂质。结果引起皮肤持续 (>4天)皲裂，出 现鳞片状，皮肤电导率 明显下降。将提取到的表皮角 质层脂质组分分别在相同条件下进行局部皮肤试验 ， 探讨哪一种脂质组分对皮肤水分的恢复起作用。结果 发现，神经酰胺的局部使用可导致皮肤电导率非常明 显的增高 ；胆固醇其次 ；游离脂肪酸和胆固醇酯的作 用则不明显 神经酰胺具有很强的缔合水分子的能 力，它通过在角质层中形成的网状结构来维持皮肤的 水分。因此 ，神经酰胺具有防止皮肤水分丢失的作用。 2．4 抗衰老作用 皮肤在衰老过程中，脂质合成下降，角质层中神 经酰胺含量减少。皮肤衰老的特征表现为：(1)皮肤干 燥，脱屑，粗糙，失去光泽 ；(2)皮肤角质层变薄，皱纹 增多，弹性下降。使用神经酰胺能使表皮角质层中神 经酰胺的含量增高，因此可改善皮肤干燥，脱屑，粗糙 等状况 ；同时神经酰胺能增加表皮角质层的厚度 ，提 高皮肤的持水能力，减少皱纹，增加皮肤弹性 ，延缓皮 肤衰老 2．5 抗过敏作用 实验证 明，用有机溶剂去除表皮角质层的脂质不 仅 使 TEWL(Transepidermal water loss)增 加而且 会导致皮肤屏障功能紊乱 ，增加皮肤对外界环境的敏 感和刺激性 。此外 ，外界的有害物质(细菌 ，病毒等)可 通过角化细胞或其问隙以及毛囊，皮脂腺和汗腺导管 侵入皮肤引起皮肤过敏。这种作用的大小与表皮角质 层的厚薄成反 比，角质层愈厚对侵 入的限制作用愈 大。E[Fas和他的同事对神经酰胺在表皮角质层中的 维普资讯 http://www.cqvip.com 1996年第 4期 日 用 化 学 工 业 作用作了大量研究。他们曾用含神经酰胺的护肤品作 皮肤试验并与安慰剂作对 比，结果证实古神经酰胺的 护肤品能使皮肤角质层明显地增厚 角质层的增厚可 有 效地抑制有害物质的侵入，避免了细菌，病毒等物 质的侵入引起皮肤过敏 ，增强皮肤对外界环境的适应 能力 。 神经酰胺可取代磷脂 ，按近似表皮角质层脂质的 比例配制成“皮肤脂质”，制成“皮肤脂质”脂质体 这 种脂质体性质较通常的“磷脂”脂质体稳定，而且由于 它的脂质组分近似表皮角质层脂质，故更易渗透皮 肤 当“皮肤脂质”脂质体包封生物活性物质进入皮肤 后，可在那里形成“贮库”，生物活性物质可缓慢地从 “皮肤脂质”脂质体中释放出来；同时。皮肤脂质”脂质 体本身也很易被皮肤吸收，改善皮肤脂质，起到滋养 ， 保护皮肤的作用。 晟新的研究还发现 ，神经酰胺 是细胞的第二信 使 ，它与细胞的识别，生长 ，增殖和分化有关 至于它 在细胞生理代谢方面的作用机理 尚在进一步研究之 中 3 神经酰胺在化妆品中的应用 在对神经酰胺的性质及其在表皮角质层中的作 用作了大量的基础研究之后，人们逐渐认识到神经酰 胺是一种新型的生物活性物质，将其应用于化妆品中 是一种高科技的结晶。近年来，国外化妆品原料公司 纷纷研制出天然的或台成的神经酰胺产品，我国科技 人员经过多年努力也成功地从天然材料中提取到神 经酰胺 。国际著名化妆品公司 Elizabeth Arden已推 出了含神经酰胺的系列护肤品，其中包括美 白日霜 ， 晚霜，复台洁面乳，复合调理露和复台洁面嗜喱等 1994年 ，该公司新推出了 Alpha—Ceramides产品 ， 这是一种包含 AHAs和神经酰胺二种主要成分并需 分四个阶段使用的系列产品，其 中第一阶段使用的产 品 中含 AHAs3％，第二阶段 为 4 5 ，第三 阶段 为 6 和第四阶段为 7．5 。这种逐渐增加 AHA。含量 有利于增强消费者对 AHA．的适应能力，尤其是其 中含有对皮肤保护起关键作用 的神经酰胺可进一步 减轻消费者对 AHA。的敏感程度。 目前 ，法国 L’Oreal公司正在进行一项将神经酰 胺应用于头发保护和调理的研究。头发是由毛小皮． 皮质和髓质三部分组成。他们在用电子显微镜观察头 专论与综述 发横切面时发现，在 6～10层的毛小皮细胞之间以及 由毛小皮目绕的皮质细胞之问存在细胞膜脂复合物 (c．M．c)，其厚度为 28nm，占毛发总重量 的 5 ～ 7 。C．M，C由脂质和蛋 白质基质组成 ．其中脂质主 要成分为神经酰胺。脂质和蛋白质结合形成脂蛋白可 围绕 着 毛 发纤 维 形 成 一 个 连 续 的 网状组 织 ．使 C．M，C起到细胞与细胞之间的粘合作用。C．M．C对 化学和环境的损伤非常敏感 ，例如头发电烫处理或长 期在紫外和可见光下 曝晒可导致 c．M．c从毛小皮 中丧失 他们用含 0．1 (w／w)经“C标记神经酰胺 和 0．5 (w／w)表面活性剂的乳白色悬液处理头发 ， 用次级离子质谱仪(SIMS)进行分析。结果表明在毛 小皮 A．B．C三个不同 层次中均出现神经酰胺 ．说明 神经酰胺渗透进入了毛小皮细胞间隙中，可填充和修 补C．M．C。用含 0．1 (w／w)神经酰胺和 0．5 (w／ w)表面活性剂的乳白色悬液处理 头发 ，其结果与对 照组相比较，可使超声波 引起的毛小皮的碎片量减 少}可使洗涤过程中多肽的丢失减少 2O 左右；可使 毛发由于受到损伤(日晒雨淋等)而失去的疏水性得 到恢复和增强 ；在感觉分析测试中，专家组的 1O位成 员均一致认为用微量的神经酰胺处理可给头发带来 明显不同的光滑感觉。上述结果表明，神经酰胺是毛 发脂质的主要组分 ；神经酰胺可增加毛小皮细胞的粘 合力 ；减少水溶性多肽的丢失和由紫外光、可见光引 起的毛发损伤；能修饰毛发表面，增加毛发的疏水性 和光滑感觉。可以预见，法国 L’Oreal公司不久将在 市场上推出含有神经酰胺的护发香波类产品。 参 考 文 献 [1：R．D．Petersen．Ceramids1Costa 8LToil 1992．107I45 _2]D．C．Braida andG．Lang．C,eramide{Costa 8LToil 1994．109 9 I33O．T．])owning et a1．J．Invest．De~ ato1．1987，88 25 ：4]G Grubauer，et a【．J．Lipid Res．1989．301 89 5]Wertz．er at Arch Dermatot．1987，123：1381 [6]D．Maes．m l Corm 8LToil 1990．1051 43 IT]Y A nanntJ rl and R．M．Belt．Science．1989．243，500 Is]c Dubiel，Costa＆Toil 1992．107 95 ]J．M Chabata t a1．Secondary Ion Tumpner and HW werner eds． New York，W itey and Sons 1992t179 [1。]S．S Sandhu．and C．R．R曲bins，T．s0c．Cosmt Ch 1993．44． 收稿 日期 1995年 8月 z 13 ·37 · 维普资讯 http://www.cqvip.com