透明质酸在化妆品中.doc

透明质酸在化妆品中的应用人体化学物质中水的比例超过70%，所以保持体内水分是保健与美容的关键之一。皮肤的弹性、光滑与细腻程度尤其有赖于此。缺乏水分的皮肤会变得干燥并产生皱纹，甚至导致其内部结构的变化。环境及年龄是导致皮肤丧失自然保湿功能的重要因素。应用保湿剂是保持水分的一个重要手段。目前，世界公认保水能力最强的物质为生物体内透明质酸（HA）。   HA在化妆品中的应用   1. 皮肤中HA的分布HA是构成细胞间质和细胞外基质的主要成分。细胞间质填充在细胞内间隙，维持细胞及组织的结构完整，为细胞提供内环境，对细胞生理功能产生影响。皮肤中HA存在于细胞间的胞外基质中，是细胞间的填充物。真皮和表皮中均含有HA。真皮层较厚，细胞间的胞外空间大、基质多，含HA的量较多。真皮层中的纤维母细胞分泌HA和硫酸化黏多糖，如硫酸软骨素和硫酸皮肤素等。在真皮层发现HA的存在已有50多年的历史，但表皮中HA的发现较晚。这可能是因为表皮层较薄，细胞的排列较紧密，细胞间的空间很小，含HA的量比真皮少的原因。但HA在细胞外基质中的相对含量或浓度并不低，约为2.5mg/ml。Tammi等1利用HA特异性探针（从软骨提取的HA结合蛋白）技术，在表皮组织的细胞间的基质中，观察到强烈的HA染色信号，包括最外层死亡的角质细胞间，均存在HA。   2. 皮肤中HA的生理功能24   2.1 保水作用    HA分子中的羧基和其他极性基团可与水形成氢键而结合大量水分，在皮肤组织中的保水作用是其最重要的生理功能之一，其理论保水值高达500ml/g以上，在结缔组织中的实际保水值约为80ml/g。HA在较高浓度时，其长的分子链相互交织成网状，加之与水的氢键结合，从而起到很强的保水作用。其保水性能与HA的浓度和相对分子量（Mr）呈正相关，而对水的通透性则与其浓度和Mr呈负相关。   HA在细胞间质中的主要作用是保持水分。HA与硫酸化黏多糖和胶原蛋白、弹性蛋白等纤维状蛋白质，共同组成含大量水分的胞外胶状基质，成为细胞代谢的物质交换介质。这种含水的胶状基质，使皮肤柔韧，富有弹性，充足的水分使肌肤光滑细嫩。当皮肤的湿润感消失，出现皱纹时，有人认为就是由于HA的减少而引起的5。随着年龄的增长，皮肤中HA的含量降低，皮肤组织细胞和细胞间的水分含量减少，细胞间以HA为主组成的胶状基质所填充的空间减小，导致细胞排列紧密，胶原蛋白失水硬化，使皮肤粗糙，失去弹性。因此水分对于皮肤健康是至关重要的。保水保湿一直是护肤化妆品最主要的研究课题之一。   2.2 维持细胞外的空间    HA与硫酸软骨素、硫酸皮肤素等基质成分及其所包含的大量水分，共同形成胞外空间，有利于营养物质的供应和代谢废物的排放、表皮细胞的迁移以及免疫细胞（朗格罕斯细胞和淋巴细胞）在表皮中的出入。   2.3 大离子功能    HA分子链上每一个双糖单位带有一个负电荷，使它具有类似离子交换剂的作用，调节细胞周围阳离子的流动和浓度。   2.4 参与角蛋白细胞的变化过程    HA在表皮层中密切参与角蛋白细胞的增殖、向外层迁移和分化等，调节整个变化过程，而其本身的代谢受激素、生长因子和细胞活素等信号分子的调控4，6。视黄酸和表皮生长因子（EGF）可刺激HA的生物合成，增加皮肤中HA的含量。   2.5 受体结合作用   HA与表皮细胞表面的CD44受体结合，促进表皮细胞的正常分化。CD44受体是表皮的正常生长和分化的标志，而皮肤发生鳞状细胞癌时，角蛋白细胞的分化停止，与CD44受体的减少和HA从细胞表面的脱落有关。HA是细胞存活的信号物质，它与角蛋白细胞表面受体的结合，产生刺激作用，可减缓向最终凋亡的角质细胞分化7。   2.6 清除自由基作用    HA在表皮中可清除阳光中的紫外线照射所产生的活性氧自由基，保护皮肤免受其害，被称为高效的自由基“清道夫”。氧自由基可导致脂质过氧化，破坏细胞膜，杀伤细胞，并与皮肤的色素沉着有关。HA与氧自由基发生反应，自由基被清除，HA被降解。因此HA还具有防晒作用。   3. HA在化妆品中的作用   由于HA具有良好的保湿作用，又是皮肤和其他组织中广泛存在的天然生物分子，从20世纪80年代开始用于化妆品中，被誉为理想的天然保湿因子。目前国际上添加HA的化妆品种类已从最初的膏霜、乳液、化妆水、精华素胶囊、膜贴扩展到浴液、粉饼、口红、洗发护发剂、摩丝等，应用日趋广泛。   3.1 保湿作用    保湿作用是HA在化妆品中最重要的作用，与其他保湿剂相比，周围环境的相对湿度对其保湿性的影响较小8。化妆品常用的保湿剂有甘油、丙二醇、山梨醇、聚乙二醇、乳酸钠、吡咯烷酮羧酸钠等。实验表明，与这些保湿剂相比，HA在低相对湿度（33%）下的吸湿量最高，吸收的水分是其他物质的1.56倍；而在高相对湿度（75%）下的吸湿量最低，吸收的水分仅为其他物质的1/25/6。这种独特的性质，正适应皮肤在不同季节，不同环境湿度下，如干燥的冬季和潮湿的夏季，对化妆品保湿作用的要求。HA的保湿性与其Mr有关，Mr越高，保湿性能越好9。HA作为保湿剂较少单独使用，常与其他保湿剂配合使用。   3.2 营养作用    HA是皮肤固有的生物物质，外源性的HA是对皮肤内源性HA的补充。r较小的HA可渗入皮肤表皮层，促进皮肤营养的供给和废物的排泄，从而防止皮肤老化，起到美容和养颜作用。皮肤的保养重于其他化妆，已成为现代人的养颜意识。   3.3 皮肤损伤的修复和预防作用    皮肤受到阳光暴晒所引起的光灼伤或日灸，如皮肤变红、变黑、脱皮等，主要是阳光中的紫外线的作用。HA通过促进表皮细胞的增殖和分化，以及清除氧自由基的作用，可促进受伤部位皮肤的再生，事先使用也有一定预防作用。其作用机理与防晒霜中常用的紫外线吸收剂不同。因此，在防晒护肤品中HA与紫外线吸收剂混合使用，具有协同作用，可同时减少紫外线的透过和对透过的少量紫外线所造成的皮肤损伤进行修复，起到双重保护作用。将HA、EGF和肝素配合使用，可加速表皮细胞的再生，使皮肤细嫩光滑，富有弹性。皮肤遭受轻度的烧烫伤时，表面涂抹含HA的水剂化妆品可减轻疼痛，加速受伤部位皮肤的愈合。   3.4 润滑性和成膜性    HA属于高分子聚合物，具有很强的润滑感和成膜性。含HA的护肤品涂抹时润滑感明显，手感良好。涂于皮肤后，可在皮肤表面形成一层薄膜，使皮肤产生良好的光滑感和湿润感，对皮肤起到保护作用。含HA的护发品，可在头发表面形成一层薄膜，起到保湿、润滑、护发、消除静电等作用，使头发易于梳理、飘逸自然。   3.5 增稠性    HA在水溶液中具有很高的黏度，其1%的水溶液呈凝胶状，添加在化妆品中可起增稠和稳定作用，而不会存在油腻感觉。   4. 化妆品用HA的来源   早期化妆品用HA主要从鸡冠提取分离，因价格较高在使用上受到限制。后来发展到用微生物发酵法生产。在日本，有的化妆品制造商直接用鸡冠的水解提取液作为HA的来源，添加到化妆品中。这种提取液的HA含量虽然不高，但含有较多的蛋白质、核酸等营养成分，而且生产工艺简单，成本较低。从鸡冠也可提取纯度较高的HA，但成本高，限制了其在化妆品工业的广泛使用。目前化妆品工业所用的HA，主要是用微生物发酵法生产的。发酵法生产的HA，产量不受动物原料的限制，成本较低，易于大规模工业化生产，一般来说纯度较高，Mr可以控制。从HA的化学本质来说，其结构非常明确，是由葡糖醛酸和乙酰氨基葡糖组成的双糖单位重复构建成的直链线性大分子多糖。多种文献资料证明，无论是鸡冠提取的、微生物发酵的、还是皮肤中固有的HA，其化学结构是完全一致的，无种属差异性。这些优势使HA得以在化妆品界广泛应用。固体状态HA最为常用，一般为其钠盐形式，即透明质酸钠，其形态有纤维状和粉末状两种。纤维状HA制作工艺简单，但使用不方便，主要的问题是溶解时间长，有的需要几十小时。粉末状HA制作工艺复杂，但易于溶解。目前多为粉末状产品。   液体状态HA即HA的水溶液，浓度一般为0.5%1%。液体HA具有添加使用方便的优点。另外，HA在水溶液中的稳定性高于干燥状态，更不易降解10。HA为聚阴离子电解质，带大量负电荷，与阳离子表面活性剂或防腐剂可能反应生成沉淀或混浊，因此HA与阳离子型乳化剂或防腐剂不宜同时使用。现在添加HA的化妆品的种类有保湿润肤化妆品、防晒化妆品、透明美发水等。玻璃酸钠在美容领域的应用进展近年化妆品行业发展迅速，竞争激烈，新型化妆品研究与开发应用日新月异。企业为了竞争和发展的需要，必然要提高产品档次和附加值。目前天然与环保型化妆品添加剂已成为全球日用化工行业的主流，而玻璃酸钠以其优异的保湿性能受到国际美容领域的广泛关注，成为新宠。玻璃酸以盐的形式广泛存在于人体内，是构成细胞间基质和细胞外基质的主要成分，是由葡糖醛酸-N-乙酰氨基葡糖为双糖单位组成的直链高分子黏多糖。在人脐带、皮肤、关节滑液、玻璃体中含量丰富，并与一些疾病的发生密切相关。   1 玻璃酸钠的生理功能   皮肤的真皮和表皮中均含有玻璃酸钠，其主要有三种生理作用1。   1.1 保水作用   这是最重要的功能之一。玻璃酸分子可与水形成氢键而结合大量水，使皮肤光滑细嫩。还可与硫酸化黏多糖以及胶原蛋白、弹性蛋白等纤维状蛋白质，共同组成含大量水分的胞外胶状基质，使皮肤柔韧富有弹性。   1.2 减缓角质细胞分化   玻璃酸能与表皮细胞表面的CD44受体结合，促进表皮细胞的正常分化，并与角蛋白细胞表面的受体结合，产生刺激作用，减缓向最终凋亡的角质细胞分化。   1.3 清除自由基作用   玻璃酸在表皮中可清除阳光中的紫外线照射所产生的活性氧自由基，保护皮肤。自由基可导致脂质过氧化，破坏细胞膜，杀伤细胞，并与皮肤的色素沉着有关。   2 玻璃酸钠在化妆品中的应用   因人体中含水70%以上，保持体内水分非常关键。随着年龄增长，皮肤中玻璃酸钠含量降低，水分减少，使皮肤的湿润感消失，粗糙并失去弹性，出现皱纹。因此水分对于皮肤健康是至关重要的。保水保湿一直是护肤化妆品的重要研究课题之一，也是护肤品的主要功能。玻璃酸钠是皮肤固有的生物物质，使用含玻璃酸钠的化妆品可补充皮肤内源性的玻璃酸钠，促进皮肤营养的供给和废物的排泄，从而能防止皮肤老化，保养皮肤，起到美容养颜作用。研究发现无论外界环境的相对湿度如何，玻璃酸钠都有很高的吸水保湿性，优于很多常用保湿剂2。   阳光中的紫外线可伤害皮肤，使皮肤变红、变黑和脱皮。玻璃酸能保护皮肤角质化细胞免受紫外线照射造成的伤害，起到很好的防晒作用。目前被誉为理想的天然保湿因子的玻璃酸钠在化妆品中的应用越来越多，从最初的膏霜、乳液、化妆水、精华素胶囊、膜贴扩展到浴液、粉饼、口红、洗发护发剂、摩丝等，应用日趋广泛。   3 在美容领域的其他应用   玻璃酸钠不仅在外用化妆品上发挥了巨大作用，而且已经逐渐发展到口服制剂和注射制剂。因口服玻璃酸钠是全身性作用，由真皮至表皮增加内源性玻璃酸钠的含量，发挥全身作用，与化妆品的局部使用具有明显不同。国外已出现了多种此类美容保健食品。   最近，含有玻璃酸钠的注射剂（如：Hylaform、DermaLive、DermaDeep）在美容领域引起了轰动。这类产品源于欧洲并逐渐在日本、加拿大、澳大利亚等国家流行起来，受到了广泛欢迎，成为女性美丽容颜、娇姿的新宠。这种利用注射剂进行的操作，花费时间短，就像一般注射用药一样，几乎没有痛苦，术后不会留下疤痕，没有后遗症和副作用，被称为快速微型整容。   这些含玻璃酸钠的注射剂，具有高度保水力，可以补充皮肤内减少的玻璃酸钠，使松弛的皮肤重新饱满起来。注射入皮肤内，可起到“垫”的作用，从而消除抬头纹、笑容纹以及眼和鼻子周围的皱褶等，还可以增高鼻梁、使唇部饱满亮丽3，使人更年轻、漂亮。有人曾用胶原蛋白置换术来垫高皮肤，消除皱纹，但这种方法操作时间长且需要做过敏试验，而含玻璃酸钠的注射剂致敏性很低4，一般不需要做过敏试验，更能为广大消费者接受。   玻璃酸钠是人体中的生理活性物质，注入体内通常会在6个月至1年内被人体吸收，因此即使整容效果不理想也不必担心会留下终身的遗憾。事实证明这种方法比一般化妆好得多，而且又便宜又安全皮肤中的透明质酸 (一)皮肤的解剖学结构 1,2    皮肤覆盖于人体的外表层，是隔离身体内部与外部环境的屏障，也是人体的最外一层与外部环境直接接触的组织。在外界的各种刺激、损伤和干燥的环境中，起着保护身体的作用。成人的皮肤表面积约有16m²，皮肤的厚度随年龄、性别和部位有所不同。一般来说男性的皮肤比女性要厚一些，而女性的皮下脂肪层比较厚一些。    皮肤由表皮和真皮组成，表皮是皮肤的外层部分，真皮在表皮的内侧，两者紧密地结合在一起，组成人体与外界的第一道屏障皮肤，其基本构造见图711的厚。度为O.1O.3mm，从外向内分为角质层、颗粒层、棘层、基底层，其中角质层是皮肤表面已角质化的死细胞，其余三层分别由粒细胞、棘状细胞、基底细胞组成，这些细胞统称为角蛋白细胞，均为活细胞，基底层的最内层由特殊胶原、粘性糖蛋白等组成，是表皮和真皮的分界线。 图71 皮肤的基本结构   表皮是一个不断更新再生的组织，基底细胞不断分裂、增殖 , 向外移动并分化成为棘细胞。棘层由数层细胞组成，是表皮内最厚的一层。棘细胞继续向外移动并分化成为 颗粒细胞，其细胞浆内充满粗大、形状不规则的嗜碱性颗粒，这些颗粒为透明蛋白和角蛋白，棘细胞越接近角质层，颗粒越大，数量越多。颗粒细胞为扁平状和纺锤状，再向外移动并分化成角质层细胞时，细胞更趋扁平，细胞核和细胞器消失，细胞内充满了纤维性角蛋白，最终细胞凋亡。角质层是角蛋白细胞分化的最后阶段，是无生命的一种保护层，随着角蛋白细胞的不断增殖和分化，表层凋亡的角质细胞也以相应的速度脱落，形成动态平衡。角质层是化妆品直接涂抹的部位，与皮肤的性质和美容密切相关。    真皮由位于表皮之下的结缔组织组成。真皮与表皮接触的部分凹凸不平，表皮隆出的部分称为表皮突起，插入表皮突起的真皮部分称为真皮乳头(层)，更深部的真皮称为网状层。真皮中的细胞主要有组织细胞、纤维母细胞和肥大细胞，真皮细胞不像表皮细胞那样排列紧密，其间的胞外空间较大并充满了称为胞外基质(间质)的大分子的网状结构。基质的形成受多种激素的调节，幼年时基质较多，至老年则较少。组成胞外基质的物质有酸性粘多糖(HA、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等)和纤维状蛋白质(胶原纤维、网状纤维、弹性纤维)等。这些酸性粘多糖通常和蛋白质结合以蛋白聚糖的形式存在，结构上呈现出保持有大量水分的胶状体，将细胞包嵌在其中，并起到将水分、营养物质和激素等从血管扩散转移到细胞，将细胞代谢产物转移到血管的作用。在真皮内还有血管、汗腺、皮脂腺、神经、毛发等。    (二)皮肤中HA的分布    皮肤中HA存在于细胞间的胞外基质中，是细胞间的填充物，表皮和真皮中均含有HA。真皮层较厚，细胞间的胞外空间大、基质多，含HA的量较多。真皮层中的纤维母细胞分泌HA和硫酸化粘多糖，如硫酸软骨素和硫酸皮肤素等。    在真皮层发现HA的存在已有50多年的历史，但表皮中HA的发现较晚。这可能是因为表皮层较薄，细胞的排列较紧密，细胞间的空问很小，含HA的量比真皮少的原因，但HA在胞外基质中的相对含量(或浓度)并不低，约为25mgml。Tammi等3利用HA特异性探针(从软骨提取的HA结合蛋白)技术，在表皮组织的细胞间的基质中，观察到强烈的HA染色信号，包括最外层死亡的角质细胞间，均存在HA。    (三)皮肤中HA的生理功能46  1.保水作用    HA在皮肤组织中的保水作用是其最重要的生理功能之一，其理论保水值高达500mlg以上，在结缔组织中的实际保水值约为80ml/。HA在较高浓度时，其长的分子链相互交织成网状，加之与水的氢键结合，从而起到很强的保水作用。HA在胞外基质中的主要作用是保持水分，与其他硫酸化粘多糖和胶原蛋白、弹性蛋白等纤维状蛋白质，共同组成含大量水分的胞外胶状基质，成为细胞代谢的物质交换介质。这种含水的胶状基质，使皮肤柔韧，富有弹性，充足的水分使肌肤光滑细嫩。当皮肤的湿润感消失，出现皱纹时，有人认为就是由于HA的减少而引起的1。随着年龄的增长，皮肤中HA的含量降低，皮肤组织细胞和细胞间的水分含量减少，细胞间的以HA为主组成的胶状基质所填充的空间减小，导致细胞排列紧密，胶原蛋白失水硬化，使皮肤粗糙，失去弹性。因此水分对于皮肤健康是至关重要的。保水保湿一直是护肤化妆品(skin care cosmetics)最主要的研究课题之一，也是护肤品的主要的功能之一。   2.维持细胞外的空间    HA与硫酸软骨素、硫酸皮肤素等基质成分及其所包含的大量水分，共同形成胞外空间，有利于营养物质的供应和代谢废物的排放，表皮细胞的迁移，免疫细胞(朗格罕斯细胞和淋巴细胞)在表皮中的出入。    3.大离子功能    HA分子链上每一个双糖单位带有一个负电荷(一C00¯)，使它具有类似离子交换剂的作用，调节细胞周围阳离子的流动和浓度。    4.参与角蛋白细胞的变化过程    HA在表皮层中密切参与角蛋白细胞的增殖、向外层迁移和分化等，调节整个变化过程，而其本身的代谢受激素、生长因子和细胞激动素(cytokinin)等信号分子的调控6,7。视黄酸(retinoic acid)和表皮生长因子(epidermal growth factor，EGF)可刺激HA的生物合成，增加皮肤中HA的含量，而氢化可的松的作用则相反。因此，从美容和保护皮肤角度来说，皮肤表面应尽可能少用肾上腺皮质激素类药物。    5.受体结合作用 8：    HA与表皮细胞表面的CD44受体结合，促进表皮细胞的正常分化。CD44受体是表皮的正常生长和分化的标志，而皮肤发生鳞状细胞癌时，角蛋白细胞的分化停止，与CD44受体的减少和HA从细胞表面的脱落有关。HA是细胞存活的信号物质，它与角蛋白细胞表面受体的结合，产生一种刺激作用，能够减缓向最终凋亡的角质细胞分化。    6.清除自由基作用    HA在表皮中可清除阳光中的紫外线照射所产生的活性氧皂，由基，保护皮肤免受其害，被称为高效的自由基“清道夫”。氧自由基可导致脂质过氧化，破坏细胞膜，杀伤细胞，并与皮肤的色素沉着有关。HA与氧自由基发生反应，自由基被清除，HA被降解。因此HA还具有防晒作用。美丽肌肤与天然保湿因子透明质酸营造美丽是女人一生的追求和梦想，女人的美丽应该从肌肤开始。要保养好自己的皮肤，拥有润泽而富有弹性的美丽肌肤，首先应该了解自己的皮肤，从而科学地、有针对性地进行皮肤的保养，做到了知己知彼，才能百战百胜。这里向大家介绍一下皮肤的保湿特性和皮肤中的天然保湿因子透明质酸（HA）。皮肤的结构   皮肤是我们与外界环境之间的一道天然屏障，由表皮和真皮组成。   表皮是皮肤的外层部分，由外向里为一层层排列紧密、形态不同的细胞。其中最内层细胞不断分裂产生新的细胞并向外移动，逐渐取代外面的细胞层，最终最外层细胞角化细胞凋亡脱落，从而完成皮肤的一轮新陈代谢。   真皮位于表皮内侧，也是由不同的细胞构成，与表皮细胞不同的是真皮细胞比较大，排列也不象表皮细胞那样紧密，细胞间的空间比较大。真皮内还有血管、汗腺、皮脂腺、神经、毛发等。   虽然单个的细胞小到我们肉眼看不到，但它们都是一个个完整的个体，所以即使是排列的很紧密的表皮细胞也不是亲密无间，细胞之间总是存在着空隙而且其中充满了被称为胞外基质的物质。HA的保湿特性   皮肤中的天然保湿因子HA是由真皮中的纤维母细胞分泌产生，存在于细胞间的胞外基质中，真皮和表皮中都含有大量的HA,连最外层的角质层中都含有HA。   HA具有很强的保水功能，它长长的分子链能互相交织形成网状，而且能和水分子形成氢键，可以牢牢地抓住活泼的水分子，使大量的水分保留在皮肤内部，充足的水分可以使皮肤显得光滑细嫩。HA还能与皮肤细胞之间的一些蛋白质结合形成含有大量水分的胶状物，充盈于细胞之间的空间，使皮肤柔韧细腻，富有弹性。   HA的保水有一个特点，就是在外界环境湿度较低、皮肤容易干燥时，它的吸水量较大；而环境湿度较高、皮肤比较滋润时，它的吸水量减少。正是该出手时才出手，该放手时就放手。这种独特的自我调节，可以使皮肤时刻都保持一种良好的状态。   另外，细胞之间以HA为主形成的胶状物，能将营养物质和水分源源不断地从血管运送到皮肤的细胞中，并将细胞的代谢产物运出去，是皮肤的“生命通道”。HA还能促进表皮细胞的增生和分化，并清除损害皮肤的氧自由基等物质，对皮肤具有保护作用。HA在皮肤中的代谢与清除   HA在皮肤中的代谢主要是通过降解，将它的分子链切断释放出单糖，并可进一步氧化代谢成水和二氧化碳排出体外。HA每天在皮肤中的代谢量为局部所含总量的五分之一左右。当然，在正常情况下HA的合成和代谢能够处于一种动态平衡。   随着年龄的增长，皮肤中的HA含量降低，20岁时人体内的HA相对含量约为60岁时的4倍。HA的减少使皮肤细胞之间以HA为主的含水胶状物也随之减少，直接导致皮肤粗糙松弛，失去弹性。如何补充皮肤中的HA   要想保持皮肤柔嫩、光滑，并且减少皱纹、增加弹性，就应该及时补充皮肤中的HA。我们可以通过吃含有HA的食物或保健食品，增加身体里HA合成的原料，使皮肤和其他组织中的HA合成量增加，由内而外地改善皮肤的状态，延缓其老化。也可以通过使用含有HA的护肤品增加皮肤表面的HA含量，起到局部的滋润保湿作用。