化妆品|益唯森小课堂 人体黑色素产生机理以及天然产物抑制酪氨酸酶活性


人体黑色素产生机理
人体的皮肤和头发颜色由多种因素决定 , 但主要取决于黑色素在黑色素细胞中合成类型及累积数量 , 以及在周围角朊细胞中的分布形式 。 虽然黑色素能够保护细胞 DNA , 避免皮肤被紫外线灼伤 , 但是其过速增长或分布不均时 , 会造成皮肤局部过黑及色素沉着 , 从而产生黑斑病、雀斑、老年斑等病症 。
哺乳动物的黑色素类型有两种 , 真黑素和褐黑素 。 前者呈棕黑色 , 不溶于水 , 后者是从黄色到红棕色 , 可溶于碱性溶液 。 两者都是通过酶性催化和化学反应结合形成的 。 目前 , 公认的黑色素形成过程是由酪氨酸经酪氨酸酶催化生成多巴 , 多巴进一步氧化成多巴醌 , 然后再生成一系列的中间体 , 最终生成真黑素 。 若多巴醌与半胱氨酸作用 , 则最终生成褐黑素 , 也称嗜铬黑色素 。

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黑色素的产生途径
天然产物抑制酪氨酸酶活性
美白的过程即抑制黑色素的过程 。 黑色素的抑制途径主要有以下几方面:

  • 抑制黑色素合成酶;
  • 还原黑色素形成过程各中间体 , 或与之结合以阻断黑色素形成;
  • 抑制黑素细胞增殖;
  • 抑制黑色素的转移 , 促进皮肤脱落;
  • 清除自由基等 。
酪氨酸酶是催化酪氨酸最终生成黑色素过程中最重要的酶之一 。 因此 , 目前的皮肤美白剂通常是以酪氨酸酶为作用靶点 , 通过抑制酪氨酸酶活性或者阻断酪氨酸生成黑色素的氧化途径 , 从而减少黑色素的生成 , 达到美白皮肤的效果 。 从国内外文献来看 , 是否具有抑制酪氨酸酶活性能力 , 是评价一种成分是否具有美白功效的主要手段 。 目前 , 对酪氨酸酶抑制剂的研究非常多 , 如氢醌、熊果苷、VC、VC衍生物、曲酸等 , 但是随着化妆品行业的发展 , 具有很大细胞毒性的物质(如氢醌 , 已列入化妆品禁用名单)已很少采用 , 而VC不稳定易氧化 , 曲酸对皮肤有刺激作用 , 来自植物等提取物的天然成分则因其安全性高、负面影响小而被更广泛关注 。
天然产物如熊果苷 , 自1998年日本学者Akiu从熊果叶中提取分离出来后 , 已被证实能够有效的抑制酪氨酸酶活性 。 熊果苷又分为ɑ-熊果苷和β-熊果苷 , 二者互为同分异构体 , 但ɑ-熊果苷的美白功效远高于β-熊果苷 。 Yu-Ji Lim等人研究了熊果苷抑制酪氨酸酶的能力 , 熊果苷对酪氨酸酶活性具有显著的抑制能力 , 且抑制作用随熊果苷浓度的增加而增加 , 具备剂量依赖性 。
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熊果

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熊果苷对酪氨酸酶活性的抑制(图片Archives of Pharmacal Research)
除熊果苷外 , 许多植物提取物也被发现具有抑制酪氨酸酶活性的能力 。 如张意笠等人发现小构树总黄酮对酪氨酸酶具有显著抑制作用 , 且具备剂量依赖关系 , 其抑制能力与熊果苷相当 。

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小构树总黄酮对酪氨酸单酚酶和二酚酶的抑制作用(图片《中成药》)
王磊等研究了籽瓜瓤提取物对酪氨酸酶抑制作用 , 结果发现籽瓜瓤水提物对酪氨酸酶的抑制能力最强 , 说明籽瓜瓤中的美白成分多为水溶性物质 。

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籽瓜瓤提取物对酪氨酸酶抑制作用(图片《食品研究与开发》) 分页标题
结论
由于化妆品潜在的突变和对皮肤的刺激作用 , 寻找天然产物作为美白剂成为化妆品行业的一个发展趋势 。 天然产物既具有较高的安全性 , 又有一定生理活性 , 更加能够满足消费者的需求 。 新的天然产物容易被发现 , 但是有些产品存在性质活泼 , 持久性差;色泽较深 , 影响化妆品的外观;对皮肤有一定的刺激作用等缺点 , 仍需要采用一些新技术处理 , 如包覆、缓释;改善提取方法 , 加强对褪色成分的分离和鉴定;此外还可以与其他还原剂、营养物质复配使用 , 加强复配后协同效应的研究等 。