透 明 质 酸 在 保 健 品 中 的 应 用 郭 学 平 贺 艳 丽 孙 茂 利 张 天 民 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) 1 HA 在 化 妆 品 中 的 应 用 1.1 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 [1] 不 低, 约 为 2.5mg/ml Tammi 等 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 [2~4] 1.2 皮 肤 中 HA 的 生 理 功 能 1.2.1 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 1.2.2 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 1.2.3 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
1.2.4 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 1.2.5 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] 1.2.6 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 1.3 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
1.3.1 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 1.5~6 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 1/2~5/6 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 M r 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 1.3.2 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 Mr 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 1.3.3 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 1.3.4 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 1.3.5 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 1.4 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 2 HA 保 健 食 品 2.1 HA 在 保 健 食 品 中 的 重 要 性 20 世 纪 80 年 代 末, 口 服 HA 美 容 保 健 食 品 出 现 于 日 本 其 基 本 的 理 论 依 据 是 :HA 通 过 口 服 经 消 化 吸 收, 增 加 体 内 HA 合 成 的 前 体, 使 皮 肤 和 其 它 组 织 中 的 HA 合 成 量 增 加, 从 而 使 皮 肤 的 保 水 性 能 增 加, 富 有 弹 性, 皱 纹 减 少 [11] 体 内 以 HA 干 品 计 可 保 持 其 重 量 1000 倍 的 水 分, 因 而 体 内 HA 的 减 少 可 导 致 水 分 的 显 著 减 少 尽 管 HA 分 布 于 体 内 所 有 组 织, 但 含 量 较 高 的 组 织 有 关 节 腔 血 管 心 脏 眼 脑 以 及 皮 肤 等 以 上 组 织 若 出 现 HA 减 少 可 导 致
关 节 炎 动 脉 硬 化 脉 搏 不 齐 眼 老 花 脑 萎 缩 以 及 皮 肤 出 现 皱 纹 口 服 HA 可 补 充 脏 器 和 组 织 内 的 HA 不 足 预 防 老 化, 对 维 持 老 龄 化 社 会 人 群 的 健 康 具 有 重 要 意 义 口 服 HA 还 有 望 防 治 因 器 官 HA 缺 乏 而 造 成 的 诸 多 症 状 的 发 生, 可 能 开 发 治 疗 关 节 炎 的 药 物 HA 是 细 胞 分 裂 和 结 构 中 不 可 缺 少 的 物 质, 在 胚 胎 期 就 含 有 大 量 的 HA 受 精 卵 自 一 个 单 细 胞 发 展 成 一 个 新 生 儿 过 程 中, 一 个 细 胞 要 进 行 上 万 亿 次 的 分 裂 和 分 化, 没 有 HA 是 不 能 完 成 的 新 生 儿 成 长 至 成 年 人, 仍 需 要 细 胞 的 增 殖, 成 人 含 有 大 约 60 万 亿 个 细 胞, 因 而 HA 是 必 不 可 少 的 婴 儿 的 皮 肤 柔 嫩 光 滑, 含 有 比 成 人 高 20 倍 的 HA, 在 此 显 示 出 HA 与 皮 肤 滑 嫩 的 关 系 人 在 胚 胎 时 期 体 内 的 HA 含 量 最 高, 出 生 后 逐 渐 减 少 如 果 把 20 岁 的 人 体 内 的 HA 相 对 含 量 定 为 100%,30 50 60 岁 时 分 别 下 降 为 65% 45% 25% 相 同 年 龄 的 人 群 所 含 HA 的 量 也 不 同, 早 老 症 患 者 的 HA 含 量 明 显 减 少, 显 示 衰 老 的 诸 多 症 状 口 服 HA 美 容 保 健 食 品 可 补 充 体 内 的 HA, 具 有 活 化 皮 肤 细 胞, 保 持 表 皮 湿 润, 改 善 皮 肤 等 功 效 2.2 HA 的 吸 收 因 为 HA 本 身 为 体 内 存 在 的 天 然 物 质, 准 确 测 定 其 吸 收 很 困 难 有 研 究 认 为 高 分 子 HA 吸 收 难, 低 分 子 HA 吸 收 易 尽 管 体 内 组 织 中 的 HA 分 子 量 高, 但 低 分 子 HA 经 口 服 吸 收 后, 可 表 现 出 HA 的 作 用, 提 示 口 服 吸 收 的 低 分 子 HA 在 体 内 可 生 成 高 分 子 HA 有 人 推 测, 低 分 子 HA 吸 收 后, 成 纤 维 细 胞 摄 取 后 再 合 成 所 需 分 子 量 的 HA, 因 而 可 提 高 成 纤 维 细 胞 的 HA 合 成 能 力, 皮 肤 的 愈 合 速 度 明 显 加 快, 可 能 是 成 纤 维 细 胞 合 成 HA 的 速 度 增 加 所 致 2.3 保 健 食 品 用 HA 的 来 源 及 使 用 现 状
保 健 美 容 食 品 用 HA 一 般 从 鸡 冠 提 取 制 备, 纯 度 要 求 较 低, 通 常 在 10% 以 下, 另 含 有 硫 酸 软 骨 素 硫 酸 皮 肤 素 和 胶 原 蛋 白 等 组 成 细 胞 外 基 质 的 物 质, 称 之 为 复 合 黏 多 糖 其 中 HA 的 的 Mr 较 低, 以 利 于 消 化 吸 收 对 一 种 从 鸡 冠 提 取 的 叫 做 ECM E( 细 胞 外 基 质 提 取 物 ) 的 复 合 黏 多 糖 的 动 物 试 验 和 人 体 试 验 证 明, 口 服 ECM E 可 促 进 皮 肤 创 伤 部 位 的 肉 芽 组 织 生 成 和 成 纤 维 细 胞 的 移 动, 具 有 明 显 的 促 进 创 伤 愈 合 作 用 临 床 试 验 结 果 表 明, 口 服 ECM E 具 有 明 显 的 美 容 效 果 从 d3~24, 多 数 试 用 者 的 皮 肤 变 得 光 滑 润 泽, 脸 部 手 脚 以 及 全 身 均 出 现 美 容 效 果 鸡 冠 自 古 就 作 为 美 食 享 用,EMC E 所 含 的 HA 黏 多 糖 及 蛋 白 质 等 均 为 人 体 本 身 所 具 有 的 天 然 物 质, 具 有 高 度 安 全 性 鸡 冠 提 取 物 的 蛋 白 质 含 量 较 高, 少 数 过 敏 体 质 的 人 服 用 后 有 皮 肤 发 红 瘙 痒 等 轻 度 过 敏 反 应 如 发 生 此 类 情 况, 应 停 用 口 服 HA 美 容 保 健 食 品 除 了 含 有 HA 或 复 合 黏 多 糖 ( 鸡 冠 提 取 物 ) 之 外, 还 有 多 种 营 养 保 健 成 份, 如 维 生 素 胡 萝 卜 素 纤 维 素 氨 基 葡 糖 壳 多 糖 等 在 日 本 上 市 的 产 品 有 : 润 丽 EX ( 每 片 300mg, 含 HA 硫 酸 皮 肤 素 等 复 合 黏 多 糖 120mg 胶 原 70mg 维 生 素 C 40mg 结 晶 纤 维 素 48mg 玉 米 蛋 白 等 11mg 氨 基 葡 糖 10mg 弹 性 蛋 白 1mg) Hyaron ECM E( 每 片 300mg, 主 要 成 分 有 ECM E 维 生 素 B 12 胡 萝 卜 素 糊 精 ) アィプレ ン G ( 每 片 300mg, 主 要 成 分 有 复 合 黏 多 糖 蜂 胶 壳 多 糖 来 源 的 寡 糖 胡 萝 卜 素 维 生 素 C E B 1 B 2 B 6 B 12 以 及 钙 质 ) 我 国 台 湾 也 有 此 类 美 容 保 健 食 品 目 前 国 内 大 陆 也 有 此 类 保 健 品 在 研 究, 不 久 后 可 望 上 市 参 考 文 献
1 Tammi R, Ripellino JA, Margolis RL, et al.j Invest Dermatol, 1988, 90: 412 2 沈 渤 江, 凌 沛 学, 张 天 民. 生 化 药 物 杂 志,1985,(2):23 3 凌 沛 学, 张 天 民. 药 学 情 报 通 讯,1987,(3):60 4 Tammi R, Ripellino JA, Margolis RU, et al.j Invest Dermatol, 1989, 92: 326 5 光 井 武 夫. 新 化 妆 品 学. 张 宝 旭 译. 北 京 : 中 国 轻 工 业 出 版 社.1996.13~ 20,135~136,194 6 Agren UM, Tammi M, Tammi R.J Cell Physiol, 1995, 164: 240 7 Tuhkanen AL, Tammi M, Tammi R.J Invest Dermatol, 1997, 109: 213 8 和 地 阳 二.フレグランスジャ-ナル,1990,(2):21 9 三 谷 てるみ, 袴 田 薰, 须 贝 哲 郎. 香 妆 会 志,1988,12(1):50 10 杨 春 涛. 中 国 生 化 药 物 杂 志,1998,19:273 11 山 本 肇.Fragrance J, 1998, 26(7): 70 [ 原 文 发 表 于 : 中 国 生 化 药 物 杂 志,2002,23(1):49~51]