多糖在化妆品中的作用

单活性多糖在化妆品中的应用王兆梅、李琳、郭祀远、魏东(华南理工大学轻化工研究所，广东广州510640 )摘要：总结了生物活性多糖的护肤性能，包括延缓衰老、修复血管美容、抗粉刺、皮肤组织、美白和保湿作用。 这与多糖的抗凝抗氧化细胞增殖促进抗菌等生物学功能和吸水性理化特性有关。 透明质酸、甲壳素、肝素等多糖类已作为功效型添加剂广泛应用于化妆品行业。 介绍了一种具有抗凝固活性的新型多功能化妆品添加剂)纤维素硫酸酯，指出生物活性多糖在化妆品中有着广泛的应用前景。关键词：化妆品生物活性多糖； 功能性添加剂； 纤维素硫酸酯中图分类编号：TQ658文献识别码：A文章编号：1001-1803(2004)04-0245-04现代科技的迅速发展和广泛应用给化妆品行业带来了新的发展机遇，化妆品从清洁皮肤、滋润皮肤的基础护肤发展到延缓老化、美化皮肤颜色的有效化妆品，化妆品的研发经历了化学美容、植物美容，向着生物美容和基因美容的目标多糖是重要的生物活性大分子，是人体皮肤真皮层的重要组成部分，多糖在皮肤新陈代谢过程中具有显着的调节作用。 生物活性多糖作为功效化妆品添加剂被应用于化妆品中，是生物美容的重要方向，可以产生保湿、延缓老化、促进上皮纤维细胞增殖、美化肤色等多种功能，为功效化妆品的开发注入新的活力。1生物活性多糖概述多糖是单糖通过糖甙键连接而构成的高分子的总称。 皮肤中的多糖类是氨基己糖、葡萄糖醛酸等与醋酸、硫酸等缩合而成的粘多糖类，主要含有透明质酸、硫酸软骨素、肝素等。 这些多糖广泛参与细胞的各种生命活动，增强免疫特性、抗肿瘤、抗病毒、抗凝、抗辐射和延缓衰老等功能。 另外，大量亲水性羟基的存在使许多多糖类表现出优良的理化性质，如强吸水性、乳化性、高粘度和良好的成膜性。 多糖的生物学活性和理化性质为其在化妆品中的应用提供了依据，多糖在化妆品中的应用产生了保湿、稳定、肤色改善、抗老化和抗菌等功能，且高分子多糖无毒副作用，与常用化妆品成分配伍良好。 因此，生物活性多糖作为功效型化妆品添加剂具有广阔的前景。2生物活性多糖的护肤机制211保湿作用随着年龄的增长和外界环境的影响，皮肤保湿机制受损，皮肤组织细胞与细胞之间的水分含量减少，细胞排列紧密，胶原蛋白脱水硬化，角质层水分降至10%以下，皮肤干燥，失去弹性，起皱，皮肤老化加速。 因此，水分对皮肤健康至关重要，保水保湿是护肤化妆品最重要的研究课题之一。 多糖的保湿作用是：多糖分子中羟基、羧基和其他极性基团与水分子氢键结合大量水分。 同时，多糖分子链缠绕成网状，与水的氢键起着很强的保水作用，而且，在细胞外基质中，多糖与皮肤中的其他多糖成分和纤维状蛋白一起构成含有大量水分的细胞外凝胶基质，为皮肤提供水分2。 多糖具有良好的成膜性能，在皮肤表面形成均匀的薄膜，减少皮肤表面的水分蒸发，使水分从基层组织分散到角质层，诱导角质层的进一步水合，保存皮肤自身的水分，完成润肤作用。 因此，多糖的高度吸水性和良好的成膜性完美结合，可以为皮肤提供良好的保湿效果。212延缓衰老皮肤老化是一个复杂的生理过程，/自由基学说0认为过氧化作用是人体皮肤老化的根本原因，过氧化作用主要是氧自由基引起的。 氧自由基氧化能力非常强，一个自由基产生许多其他自由基，增大破坏作用，引起皮肤老化、斑点、皱纹、皮肤疾病。 因此，氧自由基，即抗氧化是延缓衰老的最有效方法。多糖的抗氧化作用已有很多研究报道，抗氧化作用机制尚未明确，但多糖衍生物中随取代度的增加，糖环上游离羟基的数量减少，多糖衍生物捕获或淬灭自由基的能力下降， 多糖结构中的还原性羟基可以捕捉脂质过氧化链反应产生的活性氧ROS，减少脂质过氧化链的长度，阻断或缓解脂质过氧化的进行，发挥抗氧化作用。 多糖环上的OH与产生OH#等所需的金属离子(Fe2、Cu2等)络合，产生引起脂质过氧化的羟自由基，也有研究通过不分解脂质过氧化引起的脂质过氧化氢来抑制ROS的产生3。 另外，还有通过提高SOD、CAT、GSH-Px等抗氧化酶的活性，发挥抗氧化作用的多糖类4 .的双曲馀弦值。 专家预测，用多糖类保护生物膜例如线粒体膜等可以防止自由基(例如在Fe2 -VitC体系中产生的#OH )直接损伤生物膜，具有保护作用。213血管美容作用外界环境污染、紫外照射及体内微环境的变化导致颜面微循环中纤维蛋白超过正常水平，堵塞血管，引起气滞血，不能给皮肤细胞提供正常养分，最终导致色素沉积、皮肤变暗、营养不足。 促进微血管的血液循环，加速皮肤细胞的新陈代谢，使僵硬的血管壁恢复弹性，使养分、水分、氧等营养物质充分到达弹性纤维和胶原纤维，维持这些纤维的正常功能，激活细胞，恢复皮肤的光亮和弹性。 也就是说，美丽的肌肤处于血管的健康状态，所以现在在世界的尖端流行血管美容方式。 欧洲许多美容研究机构已经用多肽、砷等物质扩张皮肤毛细血管，促进血液循环，开始达到显着美容效果的蚯蚓提取物、中药红花等也降低血液粘度，改善微循环发挥美容效果。多糖中以肝素为代表的硫酸酯多糖衍生物具有抗凝血和溶栓作用，多糖负电荷基团与血液中凝血因子的特异性相互作用，与抑制凝血酶活性有关。 化妆品中添加的抗凝血多糖被皮肤吸收，进入皮下微血管，与微血管的凝血因子结合，降低血管纤维蛋白水平，使血管畅通，加速营养物质沿微循环进入皮肤，改善皮肤新陈代谢。214抗粉刺作用青春痘是由于生长期新陈代谢旺盛，油脂分泌增多，死亡表皮、积累污垢、分泌皮脂残留物不能清除，毛孔堵塞、皮脂排放迟缓，引起细菌感染而形成的。 对于痤疮的形成过程，抗菌是抑制痤疮恶化的重要因素之一。 目前很多消除痤疮的化妆品以化学药品作为抗菌添加剂，但化学药品容易损伤皮肤，容易使细菌产生耐药性。 多糖的抑菌作用机制是通过增强溶菌酶的抑菌性能，使多糖具有良好的表面活性，溶解细菌外膜，溶菌酶促进细菌(尤其是革兰氏阴性细菌)的破坏。 因此，多糖的抑菌作用广泛，能同时抑制革兰阳性细菌和革兰阴性细菌5 .的双曲馀弦值。215修复皮肤组织皮肤的弹性、光滑等外观在一定程度上取决于构成皮肤不同成分的细胞的增殖和分裂功能。 这一过程受到皮肤内各种细胞因子的综合调节，如表皮生长因子(EGF )促进皮肤表皮细胞的新陈代谢，碱性成纤维细胞生长因子(bFGF )促进成纤维细胞和表皮细胞的代谢、增殖、生长和分化，增强弹性成纤维细胞的发育及其功能。 G.Pterszegi等6的研究表明，在体外细胞培养中添加岩藻依聚糖可促进纤维细胞增殖C1Robert等7的研究表明岩藻依聚糖有助于产生各种细胞生长因子。 表明多糖可通过激活细胞生长因子修复皮肤组织。216美白作用决定皮肤色调的主要因素是皮肤内黑色素，肤色浓淡主要取决于黑色素细胞合成黑色素的能力，现代分子生物学黑色素研究认为黑色素的生成与酪氨酸酶、多巴胺互变异构酶和5，6 -二羟基吲哚- 2羧酸氧化酶的作用有关。 还发现使肤色变黑的物理因素是紫外线的辐射。 关于黑色素生成机制，多糖对皮肤美白的作用机制是以下两个：之一，抑制5，6 -二羟基吲哚-2-羧酸氧化酶的氧化反应与多糖的抗氧化机制有关。 另外，在多糖类中，也有抑制人体内的不饱和脂肪酸的过氧化作用，减少不饱和脂肪酸的过氧化物)抑制脂素的产生的多糖类，但是脂素的含量增多时会引起色素沉积，形成斑点的多糖类也有其二，多糖类的美白作用与吸收紫外线的特性有关，例如中药的牛膝多糖类3生物活性多糖在化妆品中的应用311透明质酸透明质酸(HA )是从动物组织(如牛眼、脐带)中提取的，由N-乙酰葡萄糖胺和D-葡萄糖醛酸组成的酸性粘多糖。 20世纪80年代初，HA的优良保湿功能已成为国际化妆品界的关注焦点，HA作为理想的天然保湿因子广泛应用于化妆品，成为适合不同肤质、气候、环境使用的产品。 HA改善皮肤生理条件，为真皮胶原和弹性纤维的合成提供优良的外部环境，强化营养物质的供给，发挥护肤效果。 HA还在阻止细胞中酶的产生，减少自由基的形成，防止自由基破坏细胞结构，引起皮肤老化等方面发挥着重要作用9。 因此，HA作为高级奶油、乳液、美容液、粉底、口红等化妆品和卫生用品的添加剂，达到了加湿保湿、防止嫩肤老化、抗皱消炎等效果。 现在，含有HA的化妆品和/生物化妆品0相似被高度评价，添加了HA的化妆品已经成为国际化界的主流产品。312肝素和低分子量肝素肝素是由葡萄糖醛酸(GlcA )和葡糖胺(Glc-NHR )通过b-1，4糖苷键结合而成的重复二糖单元组成的非常复杂的糖胺聚糖，其生物学活性主要表现为抗凝血、抗血栓、抗炎症、血脂调节和血液粘度下降等。 肝素在皮肤护理中的应用是近年来化妆品领域的研究热点，具有提高皮肤血管通透性、改善局部血液循环的作用，促进皮肤营养的供给和代谢废物的排泄。 它还具有吸湿保水、结缔组织强化、末梢血管温和扩张、改善皮肤细胞代谢的功能，对皮肤发挥良好的保健和养护作用。 现在添加肝素的有效化妆品有营养霜、防冻霜、粉刺制品、保春霜等。/活性成分0和/释放系统0是化妆品开发的两个难题，普通肝素分子量大，皮肤吸收有障碍，研究人员开发了低分子量肝素(分子量5000-8000 )，具有抗栓活性和透皮吸收良好的特点，特别适用于膏类外用剂。313甲壳素及其衍生物甲壳素的化学结构是聚(1-4)-2-乙酰基氨基-2-脱氧-B-D-葡萄糖(N-乙酰基葡萄糖)，是前所未有的可再生生物资源。 壳多糖衍生物是一种高度安全无刺激性的皮肤调理剂，具有较高的保湿性，在皮肤表面形成透气性，使重金属络合，有效去除进入皮肤的毒素，清洁皮肤10。 化学修饰从海洋生物中提取的甲壳素多糖类而得到的多糖类保湿剂NMF-26，具有强烈的持续性深层平衡保湿能力，易于渗透力和吸收，能够给皮肤带来足够的水分。 因此，甲壳素是护肤品、摩丝、油等发型特效润湿剂，是化妆品不可缺少的添加剂。四纤维素硫酸酯纤维素硫酸酯以廉价纤维素资源为原料，采用简单的化学修饰方法半合成，是现代生物技术分离的多糖衍生物，其生产工艺已申请国家发明专利。 纤维素硫酸酯具有体外和动物体内突出的抗凝活性，抗凝力为150U/mg左右，相当于临床常用肝素11 . 纤维素硫酸酯具有一些优良的理化性质：的良好生物相容性，目前以纤维素硫酸酯为原料生产的性保健产品已在美国通过，经初步临床试验证明皮肤相容性好，无刺激作用12。 具有浮游稳定性和特有的乳化效果，具有化妆品中作为稳定剂起作用的吸湿保水功能，在化妆品中成为润肤品。 另外，纤维素硫酸酯的预计市场价格为700元/亿单位，比肝素粗品(5000元/亿单位)、低分子量肝素(95000元/亿单位)和水蛭素(700000元/亿单位)具有明显的价格优势。纤维素硫酸酯作为化妆品添加剂，发挥抗凝作用，不仅能改善微循环，还能发挥抗菌、保湿、乳化等多重效果。 因此，纤维素硫酸酯是应该进一步开发的功效型多功能化妆品添加剂。参考文献：1阎世翔1化妆品科学M1北京：科学技术文献出版社，199512SEBTII，comav.activedeprivedpolysaccharidecoatingndinteractionbetweenstioncoatingcompounds j .carbohydrpolym，2002，49336039-144。3XUEC，FANGY，LINH，et al.chemicalcharactersandantioxidativepropertiessofsulfeatedspolysaccharidesfromlaminariajaponica j .japplphycol，2001，13 (1) :67-70。4LEEBC，BAEJT，PYOHB，et al.biologicalactivatitiesofthepolysaccharidesproductdfromsubmergedgroultheedgretheeecetitiolitorfloodosa j .enzymeandmicromicbioltsnology，2003，32335陶海南、刘辉、雪喜文等1紫菀多糖的抗菌活性初步研究J1南昌大学学报(理科版)，1996，20 (4) :06-30816P*TERSZEGIG，ISNARDN，ROBERTAM，etal.Studiesonskinaging.pprepationandpropertiesofulsose-rich oligo-andpolysaccha-riders.efectoonfibroblastpliferationandsurvival j .bimed