化学与健康 全套课件

第二章人体表面的化学 第一节人体表面皮肤的化学一 概论厚度0 5 4 0mm重量体重的5 15 面积1 5 2 0平方米PH值4 5 6 5 二 皮肤的结构和功能 一 表皮角质层 位于表皮的最浅面 由多层已经死亡的角质化细胞所组成 透明层 细胞界限不清 细胞在这层开始衰老 萎缩 只有手掌足底等角质层厚的部位才有此层 颗粒层 由 层菱形细胞组成 细胞核已萎缩 有角蛋白颗粒 在掌趾等部位分布明显 对光线反射有阻断作用 可防止异物侵入 过滤紫外线 棘层 与基底层合称生发层 是表皮中最厚的一层 具有细胞分裂增殖的能力 各细胞间有空隙 储存淋巴液 以供给细胞营养 基底层 位于表皮最深处 成栅栏状排列 只有一层细胞可以分裂 慢慢演变 个细胞裂变成2个细胞所需要时间为19天 是表皮中唯一可以分裂复制的细胞 每当表皮破损时 基底层细胞就会增长修复而皮肤不留瘢痕 二 真皮乳头层网状层真皮层的神经束及小血管 三 皮下组织 三 皮肤的化学组成 一 蛋白质1 纤维蛋白角蛋白 它是皮肤角质化过程所产生的蛋白 故叫角蛋白 又称角朊 张力细丝 具有与角蛋白相似的坚韧性和弹性 以维护表皮与毛发各层细胞之间内外张力的平衡 也有人认为张力细丝是角蛋白的前身 胶原蛋白 它是皮肤结缔组织中的主要蛋白质 含有大量的多种氨基酸 胶原蛋白坚韧 弹性小 a胶原蛋白在人体内的分布胶原蛋白占体内蛋白质总量的30 40 分布 皮肤 肌肉 骨骼 牙齿 内脏 眼睛等b胶原蛋白的氨基酸组成特点i 甘氨酸 glycineNH2CH2COOH 约25 30 每隔两个其他氨基酸残基 X Y 即有一个甘氨酸 其肽链可用 甘 X Y n表示 ii 胶原中脯氨酸 Proline 约12 羟脯氨酸 hydroxyproline Hyp 约10 一般动物性蛋白质中羟脯氨酸含量极少 另外丙氨酸 alanineCH3CH NH2 COOH 有11 羟赖氨酸 hydroxylysine 约0 5 iii 胶原中缺乏色氨酸 所以它在营养上为不完全蛋白质 c胶原蛋白的形成次序 d人体中胶原的存在形态胶原蛋白I型 主要存在于成人皮肤和骨组织胶原蛋白II型 主要存在于软骨组织胶原蛋白III型 主要存在于婴幼儿皮肤或血管内膜 肠胃胶原蛋白IV型 主要存在于各组织器官的基底膜 胎盘 晶状体 网状蛋白 网状蛋白与胶原蛋白类同 其数量较少 对酸 碱和消化酶的耐性较大 弹力蛋白 弹力纤维在真皮乳头层与表皮表面成垂直排列 拉长延伸后可恢复原状 使皮肤具有弹性 弹性蛋白初合成时为水溶性单体 称为原弹性蛋白 tropoelastin 在修饰中部分脯氨酸羟化生成羟脯氨酸 原弹性蛋白从细胞中分泌出来后 部分赖氨酸经氧化酶催化氧化为醛基 并与另外的赖氨酸的 氨基缩合成吡啶衍生物 称为链素 2 球状蛋白 核蛋白分类DNA 核蛋白和RNA 核蛋白分子量每个分子由2130条肽链组成 每条肽链的分子量为1 75万作用蛋白质定向 定位 二 脂肪皮脂熔点33 三 碳水化合物1 糖元与葡萄糖产生细胞所需的能量2 粘多糖粘多糖有多种 其中最重要的为含碳的透明质酸与含硫的硫酸软骨素 透明质酸和硫酸软骨素的作用示意图 透明质酸HA 玻尿酸hyaluronicacid a皮肤中HA的生理功能i 保水作用理论保水值500ml g实际保水值 80ml gHA与其它保湿剂的保湿性比较 ii 维持细胞外的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iii 大离子功能调节细胞周围阳离子的流动和浓度iv 参与角蛋白细胞的变化过程肾上腺皮质激素类药物 可的松 氢化可的松及强的松 泼尼松 强的松龙 氢化泼尼松 地塞米松 v 受体结合作用与表皮细胞表面的CD44受体结合 促进表皮细胞的正常分化 vi 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 b玻尿酸的生产动物组织提取这种方法提取率极低 仅1 左右 分离过程复杂 致使玻尿酸价格昂贵 达5000美元 公斤 微生物发酵 能按商品设计来设定分子量大小 目前多选用链球菌 乳酸球菌类等作为发酵菌种 化学合成 采用人工合成法可大大降低透明质酸的制造成本 但结构较不精纯 c玻尿酸的应用护肤化妆品 保健品整形美容医药 硫酸软骨素 ChondroitinSulfate a维生素A与硫酸软骨素的关系合成硫酸软骨素是需要大量维生素A的参加b硫酸软骨素的功能具有强的保水性 改善皮肤干燥症状修复表皮 促进创伤的愈合增强脂肪酶的活性 促使脂肪分解抗炎 抗凝血改善血液循环 加速新陈代谢c硫酸软骨素的生产目前主要生产国是中国 四 水与电解质1 水皮肤之水分约占人体所含水分的18 20 水分大部分贮存于真皮内女性皮肤的贮水量较男性多代谢能力儿童 女性 男性 2 电解质含有氯 纳 钾 钙 镁 铜 铁 硫 磷 锌 铝 硒 钴 镍 氮 碳 氟 碘等占皮肤总重量的0 6 1 电解质的作用维持渗透压 完成皮肤代谢功能 四 皮肤的生理功能1 屏障功能2 吸收作用3 感觉作用4 分泌排泄5 体温调节6 代谢作用7 免疫功能 1 皮肤中存在的粘多糖主要有 A玻尿酸和硫酸软骨素AB玻尿酸和硫酸软骨素BC透明质酸和硫酸软骨素CD只有透明质酸2 简述胶原蛋白氨基酸的组成特点 并写出主要氨基酸的结构式 3 请写出透明质酸和硫酸软骨素的结构式 并阐明它们在体内的分布 第二节头发的化学 一 概述头发是由完全角化的角质细胞所形成的天然高分子纤维头发中含有多种微量元素 短片 长片 二 头发的组织与结构头发及头皮的结构示意图显微镜下的毛囊切片放大照片 一 头发的物理结构1表皮层由一层扁平半透明的鱼鳞状薄膜相互重叠组成对摩擦力的抵抗力差2皮质层由柔软的螺旋状蛋白质及角化的菱形细胞构成 而且含有色素粒子3髓质层由非常柔软的蛋白质及含有色素的细胞构成细软的头发没有 二 头发的化学结构角蛋白是皮肤 毛发和指甲等组织的重要组成成分 是一种抗机械 抗化学刺激的蛋白质 存在于所有高等脊椎动物体中 可分为 角蛋白 主要存在于哺乳动物 和 角蛋白 主要分布于鸟类和爬行动物 哺乳动物有30种不同的角蛋白 可分为相对酸性 型 和碱性 型 两类多肽 胶原蛋白真皮层胶原蛋白是表皮层及表皮附属物的营养供应站控制着头发的粗细 弹性和湿润度 头发中的四个化学键氢键盐键遇水断开 利用热风重新组合 保持到再次冲水二硫键很坚韧 可切断后重组氨基键细软的头发里没有 三 染发与烫发 一 染发1 古代染发技术a 古埃及和古罗马3000年前 使用染料2000多年前 使用纳米级硫化铅染发b 中国公元150年左右主要使用羽扇头花 藏红花 茜草 指甲花 发汗菊 2 现代染发技术a 现代染发剂种类暂时性染发剂渐进式染发剂半永久性染发剂永久性染发剂b 永久性染发剂作用原理及过程将头发的鳞片层打开染料小分子和氧化剂一起渗入毛发的皮质层 同时发生氧化缩合反应染料被氧化成大分子化合物 留在皮质层中 即显示出目标颜色 c 影响染发效果的因素染发剂的新鲜程度头发的损伤程度染料中间体分子直径的大小氧化反应的速度d 染发的危害氨水对苯二胺其他常见原料 染发的注意事项染发前一定要做皮肤斑贴测试不要同时使用不同品牌的染发剂染发前在头皮上擦一些凡士林 减少染发剂与头皮的直接接触染完头发后要多清洗几次 不要让染发剂残留在头发上 洗头时 小心别抓破头皮 以免引起中毒 二 烫发a 冷烫冷烫的原理双硫键的断裂与重组冷烫剂的成分还原剂 1剂 1 巯基乙酸铵 HSCH2CONH4 2 阿摩尼亚 氨水 3 滋润剂 4 缓冲剂 平衡剂 5 芳香剂 6 不同产品的不同附加成份 氧化剂 2剂 1 溴酸钠 NaBrO3 2 过氧化氢 双氧水 b 热烫热烫的原理氢键 盐键的破坏和重组 双硫键的破坏和重组c 热烫和冷烫的区别温度 冷烫15 26 热烫80 180 双硫键打开程度 冷烫45 热烫70 80 其中离子烫100 药水 热烫药水中加入抗热剂和营养补充剂 d 烫发的危害巯基乙酸盐氨水双氧水 染发剂中最常使用的芳香类化合物原料是 它本身是很重要的过敏源 2 烫发时主要是的破坏和重组 3 烫发剂中的刺鼻味道的来源是 A巯基乙酸盐和双氧水B氨水和双氧水C巯基乙酸盐和氨水D氨水 第三节表面清洁的化学 一 肥皂 一 肥皂的起源古埃及欧洲中国 二 肥皂的优缺点是一种 天然 绿色产品使用后皮肤表面的PH有较大上升 同时还会洗去皮肤表面的脂层 使皮肤发干 三 肥皂的生产 肥皂的主要成分硬脂酸钠 十八酸钠 或十八烯酸钠 或油酸钠肥皂的生产 四 肥皂去污的原理 油污附着于衣料纤维上 肥皂分子为一界面活性剂 具有亲水及亲油端 亲油端深入油污内露出亲水端 油污因最外层为亲水 故可溶于水中 二 合成洗涤剂 一 合成洗涤剂的发展史 二 合成洗涤剂的类型及优点合成洗涤剂的类型 阴离子型洗涤剂 阳离子型洗涤剂和非离子型洗涤剂合成洗涤剂的优点 1 合成洗涤剂的使用不受水质限制 2 合成洗涤剂去污能力更强 并且适合洗衣机使用 3 合成洗涤剂的原料便宜 三 合成洗涤剂中常用的成分 有机表面活性剂 主要是阴离子型表面活性剂 烷基苯磺酸钠 ABS 烷基磺酸钠 脂肪醇硫酸盐 脂肪醇醚硫酸盐和 烯基磺酸钠无机成分三聚磷酸钠 过硼酸钠 硅酸钠 绿色洗涤剂1功能环保洗衣粉 精华素 精华素是烷基苯磺酸钠 烷基磺酸钠等的替代产品2安全性餐具洗涤剂SE 非离子表面活性剂 由食用糖为原料生产而成 生物降解率100 在人体内水解成蔗糖和脂肪酸 对人体安全无毒 AS 离子型表面活性剂 原料为椰油 有良好的生物降解性和低温洗涤性能 对人体安全无毒 STPP 洗涤助剂 可加速脂肪酸溶解 防止污垢再沉积 并有一定的杀菌作用 无毒 但可引起水系富营养化 应控制用量 Na2CO3 洗涤助剂 具有去除油污和维持洗液碱度的作用 无毒 3洗衣粉代磷助剂1 无机代磷助剂 无定型硅酸钠 层状硅酸钠 4 沸石 目前被当作首选的代磷助剂 对环境无害 2 有机代磷助剂 柠檬酸钠 常用来代替STPP 用于粉状产品可提高分散性和溶解性 大部分时间是与4A沸石一起使用 氮三醋酸钠 NTA 可溶性使NTA能在固体和液体产品中使用 聚羧酸盐 成本高 不易生物降解 不能在洗衣粉中大量使用 三 个人清洁用品 一 洁肤类化妆品的分类表面活性剂类型1 美容皂美容皂的碱性最强 脱脂的能力中等 比较适合油性皮肤或青年人使用2 清洁霜是一种用于去除面部皮肤表面污垢 并有保护和营养皮肤功能的新型清洁类化妆品 在中性或弱酸性条件下进行洗净 3 洗面奶 1 洗面奶的基本类型A 泡沫型洗面奶B 溶剂型C 无泡型洗面奶 2 洗面乳主要成份界面活性剂介绍十二烷基硫酸钠 SLS 只建议皮肤健康且属油性肤质者使用 对于过敏及干性肌肤者 切忌使用这一类产品 聚氧乙烯烷基硫酸钠 SLES 对皮肤及眼粘膜的刺激性 稍微小于SLS注意 以SLS或SLES为主要清洁成分的洗面乳 通常需要调配成偏碱性配方 才能充分发挥洗净力 若搭配果酸一起加入产品中 则因无法调整为酸性溶液 果酸的效果会大打折扣 酰基磺酸钠 Sodiumcocoylisethionate 以此成分为主要洗面乳配方时 酸碱值通常控制在PH5 7之间 十分适合正常肌肤使用 磺基琥珀酸脂类 Disodiumlaurehtsulfosuccinate DisiodiumlauramidoMEA sulfosuccinate 属于中度去脂力的表面活性剂 较少作为主要清洁成分 去脂力虽然不强 但具有极佳的起泡力 对皮肤及眼粘膜的刺激性均很小 对干性及过敏性肌肤来说 可算是温和的洗净成分 烷基磷酸酯类 Monoalkylphosphate MAP 属于温和 中度去脂力的表面活性剂 亲肤性好 所以洗时或洗后触感均佳 酰基肌氨酸钠 Sodiumcovoylsarcosinate Sodiumlaurylsarcosinate 中度去脂力 低刺激性 起泡力佳 化学性质温和 烷基聚葡萄糖苷 Alkylpolyglucoside AGPs 以天然植物为原料制造得到 对皮肤及环境没有任何的毒性或刺激性 清洁力适中 但以AGPs为主要成分的洗面乳仍不多见 两性型表面活性剂 Laurlbetaine Cocoamidopropylbetaine Lauramidopropylbetaine 刺激性低 起泡性又好 去脂力方面属中等 多用于干性肌肤或婴儿清洁制品配方 氨基酸系表面活性剂 Acylglutamates SodiumN lauryl l glutamate SodiumN cocoyl glutamate N cocoylglutamicacid TEAN cocoylglutamate PotassiumN cocoylglutamate 酰基谷氨酸钠类 乃采用天然成分为原料制造而得 成分本身可调为弱酸性 对皮肤的刺激性很小 亲肤性又特别好 是目前高级洗面乳清洁成分的主流 价格较为昂贵 4 磨砂膏和去死皮膏5 沐浴剂溶剂型溶剂型包括收缩水和爽肤水 属于化妆水 二 洗发用品1 洗发水的成分表面活性剂主要是一些烷基苯磺酸钠调理剂阳离子化合物 聚季胺盐 阳离子瓜尔胶润发剂水溶性植物油 经过亲水处理的植物油乳化的合成油脂 硅油 头皮营养素 主要是去头皮屑 1 头皮屑的成因生理性头屑病理性头屑i 头部皮肤干燥 皮炎 原因是缺乏维生素的摄入 主要是Ve和Vb 特别是Vb摄入不足会造成皮炎 骚痒 ii 真菌感染 2 常见的去屑成分抑制细胞角化速度 降低表皮更新换代 吡啶硫酮锌 ZPT 和硫化硒抗卵圆糠砒孢子菌感染 治疗溢脂性皮炎NS 十一烯基单乙醇酰胺琥珀酸酯磺酸钠 酮康唑 阻止将要脱落的细胞积聚 使块状鳞片分散成细小粉末 排除头屑的粘附水杨酸 雷琐辛 硫磺传统的中药百部 苦参 苍儿子 蛇床子 地肤子 3 去屑的生理调理饮食调理A适当摄入碱性食物 以平衡体内滞留的对头部皮肤有害的酸性成分 B多吃富含维生素B2 B6的食物 C忌吃辛辣和刺激性食物 少吃含脂肪高和油腻的食物 少食盐 根据自己的情况 干性或油性皮肤 正确选择适合自己的洗发水 注意避免在日常生活中易引起头屑的内外因素 第四节阳光与人类健康的关系 一 阳光的成分与作用 一 阳光的成分紫外线 红外线和可见光 二 阳光的作用促进骨骼和牙齿健康让皮肤更健康提高免疫力预防癌症给你好心情提高激素水平 二 紫外线与皮肤的关系 一 肤色以及皮肤健康与紫外线的关系1 肤色与紫外线2 皮肤健康与紫外线UVAUVB 二 防晒美白用品1 历史2 现代防晒品表12005年各国防晒剂市场零售值及市场占有率 1 物理防晒TiO2可有效阻隔UVB和部分UVAZnO阻隔UVB的效果不如纳米TiO2 但对阻隔UVA的效果优于纳米TiO22 化学防晒剂对氨基苯 甲 酸 PABA 及其衍生物水杨酸酯及其衍生物 肉桂酸酯及其衍生物甲氧基肉桂酸异辛酯 OMC 樟脑类衍生物对苯二亚甲基双樟脑双磺酸钠 Mexoryl SX 4 甲基亚苄基樟脑 MBC 二苯甲酮及其衍生物邻氨基苯甲酸酯类 二苯甲酰甲烷类化合物丁基甲氧二苯甲酰甲烷 Parsol1789 其他化学防晒剂1 4 双 磺基亚樟脑基甲基 苯氰双苯丙烯酸乙己酯聚丙烯酰胺甲基亚苄基樟脑苯并三唑三硅氧烷二辛基丁酰胺嗪酮亚甲基二苯并三唑基四甲基丁基苯酚二乙基己氧基苯酚甲氧基苯基三嗪苯基二苯并咪唑磺酸二钠盐 化学防晒剂防晒原理苯并三唑类3 天然紫外防晒剂 4 防晒产品例举单独使用化学防晒剂的产品 玫琳凯嫩肤防晒乳SPF15 二苯酮 3 甲氧基肉桂酸异辛酯如新水润平衡防护乳SPF15 保湿型 甲氧基肉桂酸异辛酯 叔丁基甲氧基二苯甲酰甲烷单独使用物理防晒剂 雅芳UV隔离液SPF30PA 氧化锌 二氧化钛 物理化学防晒剂联用 3 防晒产品的评价指标1 吸收光谱只吸收UVB的防晒剂为窄谱防晒剂 同时吸收UVB和UVA的防晒剂称为广谱防晒剂2 衰减系数衰减系数用来测量化学防晒剂吸收紫外线强度的大小 即衰减紫外线能量的能力 它是评价化学防晒剂有效性的最基本要素 3 UVB的防护与评价防晒指数 SunProtectionFactor