第07章 美白祛斑类化妆品

第七章美白祛斑类化妆品学习目标：1．了解皮肤颜色的构成及影响因素2．掌握美白祛斑类化妆品的活性成分及其作用机制3．熟悉美白祛斑类化妆品的功效评价白皙、光洁、细腻的肌肤一直是亚裔女性，特别是中国女性追求的目标。

近年来，我国美白祛斑类化妆品方兴未艾，已经成为市场上最热销的产品。

第一节皮肤颜色的构成及影响因素一、皮肤颜色的构成正常皮肤的颜色主要由以下三个因素决定。

1．皮肤内各种色素的含量与分布状况皮肤的色素物质主要包括黑色素(优黑素和褐黑素)、胡萝卜素，其中黑色素是决定皮肤颜色的主要因素。

不同种族的人群，色素沉积的程度不同，其差别主要是产生各种黑色素的量不同，而不是黑素细胞存在的数目。

人类皮肤及头发的颜色不是取决于黑素细胞的数量，而是取决于黑素小体的数量、大小、分布及黑素化程度。

亚洲人属黄色人种，其皮肤的颜色与皮肤内含有的胡萝卜素有关。

胡萝卜素呈黄色，多存在于真皮和皮下组织内。

以胸腹部和臀部较多，面部较少，因此胸腹等处皮肤颜色呈黄色。

2．皮肤血液内氧合血红蛋白与还原血红蛋白的含量皮肤的颜色还受血液内氧合血红蛋白与还原血红蛋白的含量的影响。

血红蛋白(血色素)呈粉红色、氧合血红蛋白呈鲜红色、还原血红蛋白呈暗红色，各种血红蛋白含量和比例的变化会导致皮肤的颜色也随之改变。

3．皮肤的厚度及光线在皮肤表面的散射现象肤色还受皮肤表皮角质层的厚薄、表皮透明层及颗粒层的厚薄的影响。

若角质层较厚，则皮肤偏黄色；颗粒层和透明层厚，皮肤显白色。

此外，光线在皮肤表面的散射现象也会影响皮肤的颜色。

在皮肤较薄处，因光线的透光率较大，可以折射出血管内血色素透出的红色来；在皮肤较厚的部位，光线透过率较差，只能看到皮肤角质层内的黄色胡萝卜素，因此皮肤呈黄色。

老年人的皮肤，则由于真皮的弹力纤维变性断裂，弹性下降，加之皮肤血运较差而呈黄色。

二、皮肤的色素代谢(一)表皮黑素细胞和表皮黑素单位1．表皮的黑素细胞是表皮的重要组成细胞之一，嵌插在基底层细胞之间，具有形成、分泌黑素的功能。

人类黑素细胞起源于胚胎神经嵴，在胚胎发育第七周进人表皮，但胚胎时期的黑素细胞并不合成黑素。

黑素细胞呈树突状，通过树状突起以1：36的比例与角质形成细胞构成一个表皮黑素单位(epidermal melanin unit)。

2．在表皮黑素单位中，黑素细胞与角质形成细胞之间互相影响，尤其是角质形成细胞可通过接触及分泌碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、内皮素(ET-1)、神经细胞生长因子(NGF)、白介素1(IL-1)、白介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子(TNF)等对黑素细胞的形态、结构和功能产生明显的影响。

(二)黑素、黑素小体及黑素的形成1．黑素(eumelanin) 黑素为高分子生物色素，分为优黑素和褐黑素两种。

(1)优黑素(eumelanin)：主要是由5，6-二羟基吲哚和少量5，6-二羟基吲哚-2-羧酸通过不同类型的C-C键连接构成的可溶于稀碱的吲哚聚合物，呈棕色或黑色。

(2)褐黑素(pheomelanin)：其结构还未完全清楚，一般认为是一种主要由1，4-苯并噻嗪基丙氨基通过不同类型的键合，任意连接而成的含硫高(质量百分数为10％～12％)的聚合物构成的复合物，呈黄、红或胡萝卜色。

褐黑素在皮肤中的功效尚不了解。

2．黑素小体(melanosome) 是黑素细胞胞浆内一种特化的细胞器，是黑素细胞进行黑素合成的场所。

3．黑素的形成过程包括黑素细胞的迁移、黑素细胞的分裂成熟、黑素小体的形成、黑素颗粒的转运以及黑素的排泄等一系列复杂的生理生化过程。

从生物化学反应的角度来看，黑素的形成经过了如图7-1所示的合成途径。

目前公认的黑素形成途径为：酪氨酸→多巴→多巴醌→多巴色素→二羟基吲哚→酮式吲哚→黑素，形成的黑素称优黑素或真黑素，皮肤的色素主要由其组成。

在黑素合成中，多巴醌还可通过另一途径经谷胱甘肽或半胱氨酸催化生成褐黑素。

优黑素与褐黑素转换机制主要与酪氨酸酶的活性有关，高水平的酪氨酸酶活性导致优黑素的产生，低水平的酪氨酸酶活性导致褐黑素生成。

(三)黑素的作用表皮角质形成细胞中的黑素以胶体(无定形)和细胞器(黑素颗粒)两种形式存在。

两者都起着吸收紫外线的滤光片和自由基清除剂的作用，为角蛋白细胞核DNA、真皮蛋白质、胶原、弹性蛋白提供保护。

防止弹力纤维变性所致皮肤老化，保护DNA免受有害因素引起的致突变效应，从而降低皮肤癌的发生率。

(四)影响黑素形成的因素影响黑素形成的因素很多，可分为细胞内因素、细胞外因素和外源性因素(如紫外线)。

1．细胞内的影响因素(1)细胞内的各种酶：黑素细胞中决定黑素合成速率的是细胞内的多种酶。

多年来，人们一直认为酪氨酸酶是黑素生物合成过程中所需的唯一酶。

随着黑素合成研究的不断进展，人们发现黑素细胞中还存在其他与黑素合成相关的酶，如：TPR1(DHICA氧化酶)、TPR2(多巴色素互变酶)。

它们除了对酪氨酸酶合成黑素具有协助作用以外，还具有合成其他不同类型色素的重要作用。

(2)黑素细胞调控的信号传导途径：主要有：二脂酰甘油／蛋白激酶C途径、氧化亚氮／环磷酸鸟苷／蛋白激酶G途径、环磷酸腺苷／蛋白激酶A途径、丝裂原激活的蛋白激酶级联途径等。

1)二脂酰甘油／蛋白激酶C途径：在生理状态下，二脂酰甘油自细胞膜产生后数秒或数分钟内即消失，因此对蛋白激酶的活化时间短暂。

随蛋白激酶C活性丧失，酪氨酸酶活性下降。

2)氧化亚氮／环磷酸鸟苷／蛋白激酶G途径：在氧化亚氮合酶(NOS)催化L-精氨酸转变为L-瓜氨酸的过程中，氧化亚氮通过活化鸟苷酸环化酶，导致细胞内环磷酸鸟苷水平升高，进而使蛋白激酶G活化。

蛋白激酶G通过磷酸化作用来改变酪氨酸酶活性，使黑素合成量增多。

3)环磷酸腺苷／蛋白激酶A途径：该途径是黑素细胞增殖与黑素生成的信号来源之一。

蛋白激酶A激动剂(双丁基环磷酸腺苷、霍乱毒素、异丁基甲基黄嘌呤)和腺苷酸环化酶激动剂(毛喉素)通过不同的方式激活这一信号传导途径，提高细胞内环磷酸腺苷水平，促使黑素细胞分裂，诱导黑素合成。

4)丝裂原激活的蛋白激酶级联途径：许多能刺激受体型酪氨酸激酶的丝裂原肽，均能促进体外正常人黑素细胞增殖。

在丝裂原激活的蛋白激酶级联途径中，丝裂原激活的蛋白激酶2(MAPK2)和转录因子Ca2+／cAMP应答元件结合蛋白(CREB)，通过蛋白激酶级联反应，使G1期的黑素细胞进入S期，促进黑素细胞合成黑素。

2．细胞外的影响因素目前认为表皮是一个内分泌器官，许多炎性介质和细胞因子都可由表皮的角质形成细胞产生，表皮的角质形成细胞以旁分泌方式调节黑素细胞的形态和功能。

研究发现，表皮黑素细胞的位置和分化受角质形成细胞影响，无角质形成细胞时培养中的黑素细胞不活跃，只有与角质形成细胞发生联系时才形成树突。

近年来的研究证明，黑素细胞生成黑素的活性受到网络控制。

皮肤内黑素细胞、角质形成细胞、朗格罕氏细胞、成纤维细胞、血管内皮细胞、神经细胞等组成胞质网络。

在这一网络中，许多细胞因子对黑素细胞的增殖分化、树突形成和黑素合成都有影响。

能够促进黑素细胞生长和存活的因子有碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、内皮素(ET-1)、神经细胞生长因子(NGF)等，而抑制黑素细胞增殖并使酪氨酸酶活性降低的有白细胞介素-1a(IL-1a)、白细胞介素-6、肿瘤坏死因子等。

此外，干细胞生长因子(SCF)能促进黑素细胞分化及黑素合成；干扰素(IFN)在一定条件下，能使黑素细胞形态改变、生长抑制；炎症介质白三烯C4(LTC4)是人黑素细胞的促分裂原，能引起黑素细胞快速增生，并对黑素细胞有趋化作用。

胞质网络除了与细胞因子有关外，还受黑素细胞内各种与黑素细胞调控相关的信号传导途径影响。

3．外源性因素的影响紫外线是人体长期接触的一个外界刺激因素，是人类黑素细胞增殖和皮肤色素沉着增多的主要生理性刺激。

皮肤变黑主要是由中长波紫外线（UVB和UVA)引起，紫外线能引起黑素细胞的增殖及促进黑素产生，出现皮肤色素沉着。

有人发现紫外线照射后，花生四烯酸、前列腺素D2、前列腺素E2等都明显增加，从而表现为黑素细胞增多，细胞合成黑素的能力及酪氨酸酶活性增加，于是有人采用光化学疗法治疗白癜风，使缺损区色素恢复。

紫外线也可通过刺激其他相关细胞分泌细胞因子来影响黑素细胞的增殖、分化及黑素的合成。

第二节美白祛斑类化妆品的活性成分及其作用机制美白活性物质是指可降低皮肤色度或减轻色素沉着，以达到皮肤美白为目的的天然或人工合成的化合物。

一、美白祛斑类化妆品活性物质的作用机制美白祛斑类化妆品活性物质的作用机制主要是针对影响皮肤色素代谢的各个环节。

(一)抑制黑素细胞内黑素的生成直接控制、抑制黑素生成过程中所需的各种酶。

黑素的形成主要是由黑素细胞内的四种酶：酪氨酸酶、多巴色素互变酶(TRP－2)、过氧化物酶、DHICA氧化酶(TRP－1)等酶单独或协同作用的结果。

而要实现皮肤的真正美白，对多种黑素形成酶的抑制就显得至关重要。

1．抑制酪氨酸酶在黑素形成过程中酪氨酸酶是一主要限速酶，该酶活性大小决定着黑素形成的数量。

当前化妆品市场上的美白产品几乎绝大多数以酪氨酸酶抑制剂为主。

依据抑制机制的不同，可主要将该类化合物分为两类：一类是酪氨酸酶的破坏型抑制(即破坏酪氨酸酶的活性部位)，也就是某种可以直接对酪氨酸酶进行修饰、改性物质，使酪氨酸酶失去对黑素前体——酪氨酸的作用，从而达到抑制黑素形成的目的；另一类是酪氨酸酶的非破坏型抑制，即不对酪氨酸酶本身进行修饰、改性，而通过抑制酪氨酸酶的生物合成或取代酪氨酸酶的作用底物，从而达到抑制黑素形成的目的。

2．抑制多巴色素互变酶多巴色素互变酶又称(TRP-2)，是一种与酪氨酸酶有关的蛋白质，其作用机制是促使所作用的底物发生重排，生成底物的某一同分异构体，最终生成另一黑素，故抑制该酶也可影响黑色素的生成。

3．抑制内皮素内皮素－1和内皮素－2也是黑素的形成过程中两种不可缺少的胞外物质，对此两种物质的抑制是现在美白型化妆品领域的又一研究方向。

(二)影响黑素细胞的存活和生长选择性破坏黑素细胞，抑制黑素颗粒的形成以及改变其结构是抑制黑素生成的又一途径。

不同作用物质破坏黑素细胞的机制各有不同。

如氢醌，虽然其确切的脱色机制至今仍不十分清楚，但研究表明其低浓度时以抑制酪氨酸酶活性为主，高浓度时主要是细胞毒。

(三)还原淡化已合成的黑素或抑制多巴的自身氧化还原剂可以参与黑素细胞内酪氨酸的代谢，从而减少酪氨酸转化成黑素，达到抑制黑素生成的目的。

如维生素C可抑制多巴和多巴醌的自动氧化，而且这类还原剂对黑素中间体起还原作用，因此阻碍了从酪氨酸／多巴至黑素过程中各点上的氧化链反应从而抑制黑素的生成。

(四)干扰、控制黑素的代谢途径1．抑制黑素颗粒转移至角质形成细胞如烟酰胺(niacinamide，维生素B3)可以抑制黑色素颗粒通过轴突向角质形成细胞转移，从而减少表皮中的黑色素，达到美白的目的。