功能性化妆品

功能性化妆品：功效和皮肤保障引言

很多研究功能性化妆品活性及其机制的体外实验正在进行中。但皮肤会排斥异物，无论是化学物质还是微生物，那些活性物质被涂在活体皮肤上后到底会发生什么呢？和药物一样，在化妆品学中如何让活性物质输送通过皮肤屏障也是个大难题，这常常会阻碍外用物质发挥正常的生理作用。30多年来制药业进行了大量深入的药物输送研究，也没出现几个有效的透皮药物。皮肤角质层的结构和自我更新的能力使其成为终身有效的屏障。

角质层的结构和功能

角质层由多层薄饼状细胞间以薄

层脂肪堆积而成（图2-1）。近20年来

最新的生物学研究成果揭示了从基底

层的可分化细胞到角质细胞形成并从

皮肤表面脱落4~6周间的相互关联代

谢过程。这期间细胞的分化和成熟的

进程非常复杂，但可概括为4个主要

的过程（图2-2）。这些进程的主要特

点可见表2-1。当4个进程都处于最佳

状态是角质层就不仅是优质的水屏障

（如果缺少的话所有的哺乳动物都会

脱水死亡），而且对于微生物和化学物来说也是良好的屏障。

过程描述形成过程主要功能示意图

角质细胞代谢过程

角质细胞是角质层的构成细胞—角化外膜的蛋白质结构含有天然保湿因子（NMF）角质形成细胞从基底层的基底细胞向

上分化代谢而来。进入角质层后细胞变

成扁平，细胞核消失，变成角质细胞。

角质细胞继续向上移动，并在细胞膜见

发生广泛的交联形成不溶性的坚韧的

外膜。角质细胞间通过桥粒相互联接。

脂质层通过共价结合在角质细胞表面

形成板状结构成为细胞间脂质基质

角质细胞为角质屏障提供了构

架—就好像泥砖结构中的砖一

样，能抵御物理损伤，成为防止

水分流失和化学物质及微生物

入侵的物理屏障。水合的角质细

胞又为角质层提供了弹性。

角质层脂质代谢过程形成角质层的脂质基质特殊的脂质占据了角质层细胞间隙。这

类脂质是由角质形成细胞向角质细胞

转化过程中产生释放的，包括脂肪酸、

神经酰胺和胆固醇三类，自发排列成双

分子层（板状结构），也称角质层脂质

屏障。

角质层脂质双分子层是角质层

的保湿屏障。脂质屏障也可以防

止许多种类的化学物质的穿透。

因为大多数的物质要穿透角质

层就必须通过脂质屏障的亲水

区和疏水区。

天然保湿因子代谢过程

天然保湿因子在角质细胞内—在蛋白质基质中多种分子量的保湿分子化合物存在于

角质细胞中使其能保持水分。天然保湿

因子由50:50的氨基酸和盐构成，包括

乳酸和尿素等物质。氨基酸来源于角质

形成细胞中的一种前体蛋白—丝蛋白，

进而在角质细胞中代谢为氨基酸。

天然保湿因子是角质层保持水

分的原本固有的机制。丝蛋白向

要素氨基酸的转化受到角质层

的水活性（角质层的水分含量）

的控制。例如当外部湿度较低

时，角质层产生天然保湿因子的

量就要比外部湿度高时少。

角质脱落代谢过程

衰老的角质细胞从皮肤表面脱落脱落是由于酶降解了联结细胞的桥粒

引起的。水解酶降解桥粒需要较高的水

活性（角质层的水分含量），如果角质

层表面较为干燥就会引起功能失活—

导致角质细胞在皮肤表面堆积，就是通

常认为的干性皮肤。

衰老的角质细胞有序地从皮肤

表面脱落使皮肤保持柔软有吸

引力。如果正常的细胞脱落被抑

制了（如干性皮肤），角质细胞

就在皮肤表面堆积，使皮肤看上

去很干燥。

角质层屏障和环境

尽管角质层本身就是良好的屏障，但由于受到日常环境的侵袭，他一直处于轻度功能紊乱状态。湿度低、风、阳光和清洁剂都能降低角质层表层的含水量，以致不能满足维持脱落酶的正常功能所需，从而导致皮肤干燥。实际上我们所感觉到的皮肤干燥并不是简单的皮肤缺乏水分，而是皮肤功能紊乱导致皮肤表面角质细胞堆积（图2-3）。皮肤显得干燥、暗淡是因为由于表面不光滑光线散射的缘故，显得苍白是因为略带红色的微循环被遮挡了的缘故；另外，可见脱屑，易受刺激，这是皮肤表面轻度脱水的后果。

水对维持角质层的弹性非常重要。角质层缺水会使人感到皮肤干绷，在受到拉伸的部位（例如：指关节）会出现皮肤裂纹。紫外线照射，通常会使我们联想起短时间的日晒和长期的光老化，也会损伤角质层，还会干扰皮肤的自然保湿因子的代谢。只要最小红斑剂量（MED）的紫外线照射就足以干扰丝蛋白酶裂解成天然保湿因子（NMF）氨基酸。

皮肤和角质层屏障的变化

化妆品科学家和皮肤科医师一样，很清楚在现实生活中很难看到教科书上描述的那种正常皮肤的结构和功能。关于正常皮肤的类型和状况有许多不同的分类：通常化妆品消费者的皮肤可分为正常、干性、油性、混合性等。根据皮肤对日光的敏感性又可分为6种Fitzpatrick光敏感皮肤类型。近年来敏感性皮肤概念的出现打破了原来的分类标准，反映了皮肤的稳定度和对产品及外界刺激的反应度。Glogau皮肤老化4分评分标准是另一类临床实践中产生的皮肤状况分类法。这些皮肤状况的差异又会随着年龄、性别、激素水平、生活方式和环境的不同而加大。有一点很清楚，就是正常皮肤的类型、状况和功能的变化范围很大。

除了临床上的皮肤差异之外，对消费者的研究显示消费者对待他们的皮肤和皮肤护理的习惯和态度也有很大的差异。化妆品和功能性化妆品有很多机会来影响和改善普通消费者的皮肤。上面所述的正常皮肤间的差异早已被大家所熟知，但很少有人知道皮肤屏障功能的差异和这些分类有关系。这就意味着功能性化妆品表面上看同普通化妆品的效果是一样的，但可能对某些消费者更合适，更有效。

角质层，功能性化妆品的作用部位

尽管保湿功效并不是护肤品最明显和最直观的优点，但较为可靠且用途广泛。一个有效的保湿产品必然含有好的保湿剂和润肤剂，保湿剂如甘油，可把水分保留在角质层，脂

质润肤剂可以封住水分和防止保湿剂被洗脱。使用保湿产品纠正皮肤干燥的不良影响，使皮肤显得柔软平滑，富有自然光泽。保湿剂还可使角质层保持弹性，使皮肤更坚韧和有活力。总之保湿产品可使皮肤看上去更好、更健康、更年轻。但注意只有使用好的保湿产品才会获得这些效果。

角质层以外的功效

保湿产品通过提供维持角质层正常功能所必需的水分保持功能来改善皮肤质量。但要做到这一点，保湿剂只有穿透角质层的表层。

要在皮肤较深层产生作用就需要有足够浓度的功能性化妆品能穿透角质层屏障达到目标部位。穿透屏障并不是一件容易的事，要保证足够的穿透率以使角质层下的靶部位达到有效的浓度就更难了。

在考虑功能性化妆品是如何在较深层的皮肤产生作用这个问题之前，有一点很重要，就是皮肤有很强的自我更新能力。字很多安慰剂对照研究中，安慰剂也能改善皮肤，有时并不比活性成分配方组差。安慰剂不含能穿透角质层的活性成分，但也能改善角质层下的皮肤组织。这是为什么呢？

皮肤的自然更新

很多文献都证明皮肤对环境侵袭有很强的修复和代偿功能。但创伤后的修复不属于更新。大多数的皮肤更新技术都是美容皮肤科学在使用，如化学剥脱、激光灼烧和美容磨

削术等，他们都能主动去除“不好的皮肤”，期望通过这些创伤修复过程中产生出外观和功能都比较好的皮肤来。虽然生物学原理很简单，但是整个过程很复杂。皮肤的损伤导致部分细胞死亡、部分细胞受损，从而释放很多化学信使（细胞因子），激活和吸引补充许多创伤修复细胞（免疫细胞、炎症细胞和造血细胞）到达损伤部位。游走细胞清除碎片，组织重建细胞重建构架。

同损伤和修复一样，正常皮肤在分子水平也进行着降解和合成。密歇根州John Vorhees领导的研究组最新成果表明，紫外线诱导的光老化反映了分子遗传学水平上的组织降解和组织重建之间的平衡，紫外线能诱导基因表达，强化了降解胶原的生化反应，抑制了主导修复和更新的分子反应。单纯减少紫外线照射后就会出现损伤减少胶原合成增加现象。所以就算什么产品也不用也可能出现真皮层皮肤自动改善的现象。因此，保湿产品对屏障以下的皮肤也有益处。如果皮肤能避免于由于角质层干燥和功能紊乱造成异常，那么皮肤生发层受到的不良影响就较小，应把护肤的主要精力集中到真皮的修复和再生上。

皮肤屏障是对功能性化妆品的挑战

由于受到从不可避免的日常清洁引起的损害到很大程度上可以避免的紫外线照射等因素的影响，正常皮肤已很少是真正意义上的正常。皮肤小的损伤会积少成多从而导致较

大的外观和功能上的退化。但着力于解决这些问题的功能性化妆品首先必须得穿透角质层屏障。

图2-1B显示从角质细胞联接处是通过穿透角质层屏障的最直接的途径。但是角质细胞的角化包膜广泛地交联，而且是不溶性的，所以很少有物质能直接穿透。现在已经明确，大多数的物质穿透角质层是通过角质细胞之间的脂质基质这条非常复杂的非直接途径。角质层的脂质有三类：脂肪酸、神经酰胺和胆固醇(图2-4)。这些脂质有亲水极和亲脂极，在角质细胞间和周边自动排列成双分子层（图2-5）。形成了防水和防止大多数化学结构通过的强大屏障。如何使活性成

分有效地穿透角质层还有待于进一步探索。目前，许多常用的穿透增强剂是通过暂时性破坏双分子层的脂质结构使活性分子通过被动扩散方式穿透角质层的。但是这种最有效的化学增透剂并不适用于功能性化妆品。因为这种方法需要的浓度很高，会导致刺激反应。

如何运送活性物质通过角质层，这是个很大的挑战，引起了多方面的探索。包括大规模的筛选穿透增强剂（SCOPE），发展新方法，如微探针技术和微芯片控制微电极排列技术以及重新审视老方法如离子透入法和超声促渗法等等。