植物美白作用機制的研究進展

植物美白作用機制的研究進展

近年來，隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們生活水平的提高，越來越多的人越來越重視皮膚護理。東方女性一直主張白人皮膚。歐洲美國人不喜歡白人，但他們喜歡去除各種顏色的斑點。由于合成化學(xué)制品存在刺激性、過敏性等安全問題,因此天然有效、不良反應(yīng)小的植物精華美白祛斑產(chǎn)品擁有了越來越廣闊的空間。在化妝品發(fā)展最具代表性的法國、美國、德國和日本等國家,中草藥因其天然功效且不良反應(yīng)少而被廣泛認同。各大化妝品品牌推出的美白產(chǎn)品很多都來自植物提取物?！俺缟凶匀?遠離污染”的理念被廣泛推崇,其安全性、有效性也得到了科學(xué)研究的驗證。尋找天然、安全、有效的植物美白產(chǎn)品成為目前有市場前景且重要意義的研究方向。1植物美白機制的研究1.1種酶的作用黑色素的形成機制為,黑色素細胞內(nèi)的酪氨酸在酪氨酸酶的作用下,受環(huán)境中多種因素的影響,氧化成多巴、多巴醌、多巴色素、5、6-二羥吲哚、吲哚-5、6-醌等,最終轉(zhuǎn)化為色素顆粒。在黑色素合成過程中除酪氨酸酶起作用外,還有3種酶對黑色素的合成也起著不容忽視的作用,即多巴色素互變酶(dopachrometautomerase)、5,6-二羥基吲哚-2-羧酸氧化酶(DHICAoxidase)和過氧化物酶。多巴色素互變酶催化多巴色素向5,6-二羥基吲哚-2-羧酸的轉(zhuǎn)化,DHICA氧化酶催化5,6-二羥基吲哚-2-羧酸向5,6-二酮基吲哚酸轉(zhuǎn)化。美白劑主要是通過抑制限速酶酪氨酸酶活性、阻斷另外3種酶活性或者阻斷黑色素氧化途徑等3方面,減少黑色素的產(chǎn)生。1.1.1美白劑與天然產(chǎn)物甘草中有效成分甘草黃酮的主要作用為抑制酪氨酸酶的活性、抑制多巴色素互變異構(gòu)酶的活性及阻礙吲哚-5、6-醌的聚合。因此可有效地抑制黑色素的生成,達到美白作用。同時它作用溫和、安全無不良反應(yīng)。徐寶軍等研究發(fā)現(xiàn),桔梗、威靈仙、地榆、柳葉、紅景天、土茯苓、木瓜、丹參、白芷、紅參、銀杏、防風(fēng)等天然產(chǎn)物具有較高的酪氨酸酶抑制率,因此適合用于美白化妝品的開發(fā)利用。LinYP等研究發(fā)現(xiàn),一種產(chǎn)自臺灣的蘋果中含有3-羥脯氨酸與兒茶酚2種有效成分,可有效清除自由基和抑制酪氨酸酶活性,提示可用于美容產(chǎn)品中。MomtazS等研究發(fā)現(xiàn),植物提取物非洲球狀鷹爪花屬和南非鐵仔(紫金牛科)對酪氨酸酶有較強的抑制性,單獨或聯(lián)合其他植物提取物使用可作為有效的酪氨酸酶抑制劑。1.1.2id質(zhì)構(gòu)特性破壞已經(jīng)形成的黑素細胞是美白的又一途徑。壬二酸(azelaicacid)是一種天然存在于瓶形酵母中的天然二羧酸,可抑制線粒體氧化還原酶活性、酪氨酸酶活性以及脫氧核糖核酸(DNA)的合成,選擇性抑制異常活躍黑素細胞的增生作用,阻滯酪氨酸酶的合成,但對功能正常的黑素細胞作用較小。1.1.3抗氧化激素作用維生素C的美白機制主要是將黑素還原,從而淡化色斑,植物多酚可以使黑色素還原和脫色,因為多酚具有抗氧化作用,可還原黑色素中間體,抑制黑色素的生成。原花青素可從葡萄籽、松樹皮、大黃、山楂等植物中提取,抑制酪氨酸酶的活性,將黑素的鄰苯二醌結(jié)構(gòu)還原成酚型結(jié)構(gòu),使色素褪色。1.2乳酸、蘋果等果酸(alphahydroxyacids,AHA)為α-羥基酸,是從多種水果蔬菜中提取的天然有機酸,包括乳酸、蘋果酸、甘醇酸、檸檬酸等,濃度高于20%的果酸可使皮膚角質(zhì)形成細胞連接減弱,含有黑素的角質(zhì)形成細胞脫落,同時促進真皮層內(nèi)膠原纖維、黏蛋白的增生,減輕皮膚老化。近年來,深受患者青睞的果酸換膚技術(shù),正是利用了這一作用機制。但果酸換膚祛斑僅可以祛除位于皮膚表皮淺層的斑點,對位于皮膚表皮深層或真皮層的色素則沒有效果。1.3天然植物的保鮮全球范圍內(nèi)日光性皮炎、皮膚腫瘤患者的增多,與大氣污染和臭氧層的破壞息息相關(guān)。安全有效的防曬品不僅可以美白肌膚,而且可以預(yù)防上述疾病的發(fā)生。植物防曬劑含有的活性成分是天然的紫外線吸收劑,其對紫外線的吸收波長極大值在280nm左右,所以能防止紫外線對皮膚的損傷。常見的植物有當(dāng)歸、薏苡仁、紫草、蘆葦、母菊和鼠李等。天然植物蘆薈具有吸收紫外線作用,它的有效成分蘆薈苷可強烈吸收范圍290~320nm內(nèi)紫外線,并有保濕、調(diào)理皮膚的功能。研究結(jié)果表明,蘆薈的汁、凝膠和皮,均有一定的防曬作用,防曬效果由強到弱依次為凝膠、汁、皮,因此蘆薈是一種較好的天然防曬劑。黃芩的主要有效成分黃芩苷能強烈吸收230~350nm的紫外線。3%黃芩苷與3%超細二氧化鈦復(fù)合在一起,其SPF可達18左右。黃芩苷對黑色素細胞增生率具有較好的抑制作用,并且作用專一,只對黑素細胞有極高的抑制活性。植物多酚是一種安全、有效的成分。由于其分子中含有的苯環(huán)結(jié)構(gòu),在紫外線區(qū)有很強吸收率;對于植物而言,多酚作為植物體內(nèi)的次生代謝產(chǎn)物,其生理功能除了對微生物、酶和病毒作用外,還可因其紫外吸收特征將日光的強紫外線輻射大部吸收,起到了“紫外線過濾器”作用。1.4tusdunn系統(tǒng)活性人類皮膚顏色的深淺與基因密切相關(guān),如果能從基因水平上抑制黑色素的形成將具有重大意義。LeeMH等報道發(fā)現(xiàn)中藥spatholobussuberectusdunn中的有效成分紫鉚黃酮,可以抑制酪氨酸和酪氨酸相關(guān)蛋白(styrosinerelatedproteins,TRP1、TRP2)1、2的活性,并且轉(zhuǎn)錄編碼酪氨酸、TRP1、TRP2的mRNA也受到抑制。2009年,KimJH等報道一種提取自黃芪屬植物含甲醇的精華毛蕊異黃酮,可抑制蘑菇酪氨酸酶活性,而且在鏈球菌培養(yǎng)基中有對黑素細胞合成的抑制區(qū)域。更重要的是,它可減少細胞色素a的合成,抑制黑素細胞基因的表達,并且未表現(xiàn)出細胞毒性。1.5b族維生素的功效煙酰胺,又名尼克酰胺、維生素B3、維生素PP,白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末,幾乎無色無味,可溶于水、乙醇等,微溶于醚和氯仿。作為B族維生素的一員,其一直以抗衰老的功效為醫(yī)學(xué)、美容界所共知。被廣泛地應(yīng)用于臨床防治糙皮病、舌炎、口炎、光感性皮炎和化妝性皮炎的治療。煙酰胺不僅可以減少黑色素傳送到角質(zhì)細胞,還可有效改善皮膚的屏障功能。2植物美白劑的主要類型2.1曲酸衍生物的應(yīng)用曲酸是一種親水性真菌衍生物,可與銅離子結(jié)合抑制黑素細胞酪氨酸酶活性,減少黑素生成。曲酸穩(wěn)定性較差,刺激性高,容易致敏,在曲酸基礎(chǔ)上已開發(fā)出不少的衍生物,顯示出較好的美白效果。曲酸二棕櫚酸鹽就是一種常見的改良衍生物,性質(zhì)穩(wěn)定,刺激性低。因其安全性可疑,日本禁止曲酸應(yīng)用于化妝品。在美國,曲酸的使用是屬于藥品管轄范圍。2.2植物多酚的美白作用植物多酚即植物單寧是指含于植物體內(nèi)的由沒食子酸或其聚合物的葡萄糖及其多元醇、黃烷醇及其衍生物的聚合物以及2者的混合物共同組成的,在化妝品的開發(fā)利用中,具有廣闊發(fā)展前景。大量研究已表明,植物多酚在抗誘變、抗腫瘤、抗病毒、抗微生物、抗衰老等很多方面具有良好的作用。植物多酚的美白作用是一種綜合效應(yīng),與其抗氧化消除自由基、吸收紫外光、酶抑制能力、抗氧化消除自由基有關(guān):①吸收紫外線是多酚的美白途徑之一。通過復(fù)配可有效地吸收整個區(qū)域內(nèi)的紫外線,減少黑色素的生成。②皮膚黑化,雀斑、褐斑和老年斑都與體內(nèi)酪氨酸酶和過氧化酶的活性增高密切相關(guān)。前者在皮膚組織的黑色素細胞代謝中起催化作用,引起黑色素分泌增加,后者催化脂類過氧化分解MOA過程,加速皮膚老化。植物多酚對酪氨酸酶和過氧化酶的抑制,達到美白作用。含多酚的中草藥對酪氨酸酶抑制性較強,如桑白皮、地榆、車前子等。③植物多酚還可以使黑色素還原和脫色,因為多酚具有抗氧化作用可還原黑色素中間體,抑制黑色素的生成。④植物多酚作為氫供體可消除自由基,從丹皮和芍藥中提取蓓酸類多酚有良好祛斑作用。2.3根或根皮素類根皮素是一種新型天然美白劑,存在于蘋果、梨等水果及多種蔬菜汁液中,在這些植物的根莖或根皮中含量較為集中而得名,能抑制黑素細胞活性,對各種皮膚色斑有淡化作用。王建新等研究發(fā)現(xiàn),與同為天然成分的熊果苷和曲酸比較,根皮素對酪氨酸酶的抑制要好于它們。根皮素與它們復(fù)配,可提高抑制率達100%。2.4還原激素a后,維生素c和c維生素C又稱抗壞血酸,主要存在于柑橘類水果和綠葉類植物中。維生素C及衍生物不僅可以抑制黑色素的酵素-酪氨酸酶,預(yù)防黑色素產(chǎn)生,同時可以通過還原反應(yīng)將已經(jīng)存在的黑色素變成顏色較淡的“還原型黑色素”,但因經(jīng)還原的黑色素仍可能再次氧化,因此必須長期保持足夠的濃度才有效。另外,由于黑色素的生成過程是一種氧化過程,維生素C可以通過本身的抗氧化特性,如還原o-苯醌而抑制黑素的生成,并可抑制過氧化酶作用。左旋維C的吸收性較好。2.5內(nèi)皮素抗劑的抗菌性能及安全性內(nèi)皮素-1和內(nèi)皮素-2是黑色素的形成過程中2種不可缺少的胞外物質(zhì),對這2種物質(zhì)的抑制是美白化妝品領(lǐng)域的又一研究方向。內(nèi)皮素拮抗劑就是一種對抗內(nèi)皮素,抑制黑色素細胞生成的物質(zhì)。內(nèi)皮素是由血管內(nèi)皮細胞產(chǎn)生的,一種含21種氨基酸的肽,內(nèi)皮素作為一種血管收縮物質(zhì),在心血管疾病方面有廣泛的應(yīng)用前景。吳品茹等比較觀察了內(nèi)皮素拮抗劑和甘草黃酮對體外培養(yǎng)的B16鼠黑素瘤細胞時發(fā)現(xiàn),新型內(nèi)皮素拮抗劑對培養(yǎng)的B16黑素瘤細胞黑素生成沒有直接的抑制作用,但能特異性抑制內(nèi)皮素對黑素細胞分化和酪氨酸酶的激活作用,因此認為內(nèi)皮素拮抗劑是一種安全的皮膚美白物質(zhì),在UVB照射后內(nèi)皮素增加引起的皮膚色素沉著中,具有廣泛的應(yīng)用前景。從歐洲草本植物洋甘菊中提取內(nèi)皮素拮抗劑,經(jīng)體內(nèi)及體外實驗表明具有以下3方面作用:①高效性:在洋甘菊提取物這種內(nèi)皮素拮抗劑的作用下,內(nèi)皮素不能與黑皮素細胞上的受點聯(lián)結(jié),因此,不會再有額外的黑色素形成。②快速祛色素作用:由于酪氨酸酶存在于黑色素細胞的黑色素內(nèi),因此酪氨酸酶抑制劑必須通過4層(即角質(zhì)層、表皮深層、黑色素細胞膜和黑色素膜)障礙才能起到抑制作用,由于內(nèi)皮素拮抗劑的作用點在黑色素細胞膜之外,因此,它僅需通過2層障礙即可發(fā)揮效用,這就是為什么針對紫外線引起的色素沉著的祛除,采用內(nèi)皮拮抗素要比酪氨酸酶抑制劑快4倍的原因。③均勻黑色素分布:由于紫外線照射引起細胞外黑色素的生成,導(dǎo)致皮膚色斑及不均勻色素分布,而使用內(nèi)皮素拮抗劑后,這一狀況會得到根本改善。2.6對皮膚損傷的治療黃酮類化合物廣泛存在于植物界,具有清除皮膚中自由基、促進皮膚新陳代謝、減少色素沉著、潤澤肌膚等作用。甘草黃酮對體外培養(yǎng)的黑素細胞的毒性較低,是一種理想的、安全有效的美白藥物。FrancescoB等報道植物類黃酮可以經(jīng)局部透皮吸收的方式作用于皮膚,對光損傷導(dǎo)致的皮膚損害有較好的效果。UV照射導(dǎo)致的過氧化作用于皮膚磷酸卵磷脂囊泡,而類黃酮可以保護磷酸卵磷脂脂質(zhì)體所受的光損害引起的過氧化作用。實驗表明活性依次為槲皮(黃)素、橙皮素、柚皮素。ShimoiK等的實驗證明不僅在體外實驗,在對小鼠的體內(nèi)實驗中,植物類黃酮也表現(xiàn)出抗氧化和光防護作用,可能是通過清除羥基等自由基來實。3植物美白的新趨勢3.1模擬納米脂質(zhì)加載系統(tǒng)納米技術(shù)指研究由顆粒直徑為0.1~100nm之間物質(zhì)組成體系的運動規(guī)律和相互作用,以及實際中科學(xué)的技術(shù)。納米化妝品由活性成分與載體系統(tǒng)構(gòu)成,載體系統(tǒng)如納米顆粒懸浮液、納米乳液、聚合物納米粒、磁性納米粒、納米脂質(zhì)運載系統(tǒng)等;納米脂質(zhì)運載系統(tǒng)包括納米脂質(zhì)體、固體脂質(zhì)納米粒(solidlipidnanoparticles,SLN)和納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體(nanostructuredlipidcarriers,NLC)。SLN和NLC是最富潛力的載體。維生素C具有較好的美白和抗氧化效果,但其水溶液不穩(wěn)定且不易被皮膚吸收。UnerM等制備維生素C棕櫚酸酯的SLN和NLC,以NE為對照,并將其制入水凝膠中,在試驗中SLN和NLC均使皮膚的水分得到顯著提高;離體人皮透過試驗表明,SLN和NLC持續(xù)滲透維生素C棕櫚酸酯,較對照組分別長1/2和1/3倍。將其儲存3個月,得到其穩(wěn)定性依次為NLC、SLN、NE。因此將植物精華與納米技術(shù)相結(jié)合,會使其發(fā)揮更大的功效。3.2美白劑的制備方法如果一種活性成分既具有美白功效,又能吸收大量紫外線起防曬作用或具有自由基清除作用,那么這種活性劑就體現(xiàn)了全美白的概念,這是美白劑開發(fā)的重要方向,植物來源的化合物中,有一些具有這樣多重功效,并且協(xié)同作用非常理想的化合物。從多靶點、多方位、多層次上探求更加有效的復(fù)配方案,從減少黑素細胞的形成、抑制酪氨酸酶活性、向表皮轉(zhuǎn)移的過程、甚至從基因水平上減少黑色素形成,使不同的植物精華在不發(fā)生相互反應(yīng)的情況下協(xié)同作用,發(fā)揮更強大的美白效果。3.3中藥面膜、霜、膏劑為主繼承祖國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué),發(fā)揮中草藥的優(yōu)勢,從身體內(nèi)部進行調(diào)養(yǎng),采用內(nèi)養(yǎng)外潤的方法綜合治療。祖國醫(yī)學(xué)則認為色素沉著的主要病因是肝氣郁結(jié)、腎陰不足、氣血淤阻、勞傷脾土。在治療上,全身療法以疏肝、補腎、活血