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皮肤渗透压失衡与ldquo抗逆r [复制链接]

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何为“抗逆”

抗逆是有机体对抗不良外部因素能力。目前研究的比较多的是植物抗逆和微生物抗逆。在自然界条件下,由于不同的地理位置和气候条件以及人类活动等多方面原因,造成了各种不良环境,超出了植物或微生物正常生长、发育所能忍受的范围,致使植物或微生物受到伤害甚至死亡。这些对植物/微生物产生伤害的环境称为逆境(stress)或胁迫。而植物或微生物对不良环境的适应性和抵抗力为抗逆性(stressresistance)或抗性。

皮肤是人体最大的器官,总重量占体重的5%~15%,总面积为1.5~2平方米。皮肤具有两个方面的屏障作用:一方面防止体内水分,电解质和其他物质的丢失;另一方面阻止外界有害物质的侵入。皮肤作为人体最外层的器官,直接与外界环境相接触,无时无刻不在接受环境暴露因素的挑战和侵袭。因此,皮肤也需要抗逆。

欧莱雅旗下的薇姿已涉足“暴露组(exposome)”领域,薇姿实验室(VICHYLaboratoires)在年宣布成立薇姿暴露组研究赞助基金(VICHYEXPOSOMEGRANT),旨在促进和鼓励关于皮肤暴露组的研究活动。该学科研究对肌肤老化所有的因素,尤其是环境因素(紫外线、污染、疲劳等)。

莱布尼茨环境医学研究所与欧莱雅共同提出了导致皮肤未老先衰的七大重要因素,分别是辐射、污染、高温、吸烟、缺乏营养、压力过大和缺觉。因此,现在是时候跳出防晒指数(SPF)的概念,转向更综合的多因素生活防护指数(LifeProtectionFactor)了。

皮肤所面临的逆境

皮肤逆境之一是日光暴露。长期的日光暴露可导致皮肤的多种细胞成分和组织结构的改变,即光老化。皮肤老化除了内因性的衰老(20%)以外,光老化(80%)是最重要的外因,不同波长的日光会对皮肤产生不同的影响,比如UVA会造成皮肤老化,UVB会造成皮肤晒伤,两者都有可能导致皮肤癌的出现,可见光则会使皮肤失去光泽,并且和红外一样会造成皮肤氧化。

皮肤逆境之二是蓝光辐射,蓝光普遍存在于电脑、手机、投影仪、浴霸、激光笔、LED显示器、荧光灯、户外灯箱、LED灯、电影屏幕中。现代人接触蓝光的时间过长,平均每天接触达3小时以上。然而蓝光会对皮肤造成不小的危害,不仅会减少皮肤的抗氧化素水平,还会加重皮肤的色素沉淀。

年-年宝洁SK-II的抗衰老研究—日本秋田试验表明:第一,肌肤的状态与年龄无关,细滑度、紧致度、抗皱度、白皙度、光滑度,五大维度才是决定肌肤状态的关键因素;第二,肌肤老化主要受环境影响,其中光老化(紫外线照射)比重占82%,自然老化(非紫外线照射)占18%;第三,当肌肤长期暴露在紫外光下,色素沉着过度的隐形斑在10年后将成为明显斑点;最后,肌肤老化是可以调节的。

皮肤逆境之三是环境污染,各国学者的研究均表明随室外环境污染浓度的加重,各种和皮肤屏障相关的皮肤疾病均会有明显的加重,同时室外污染也直接引起皮肤的外源性老化。污染物中的*素会引起皮肤的氧化还原失衡,引发炎症,从而导致黑色素生成、胶原蛋白流失的后果。

皮肤逆境之四是高温。夏日的三伏天,高温天(≥40°C)持续,在高温下,皮肤温度急剧升高,热浪炙烤下,汗液大量排出,加速肌肤细胞脱水及细菌滋生,并且,频繁的洗浴也会使皮肤屏障受损。此外,气温高、湿度大还会容易引发各类皮肤疾病,如痱子。

皮肤逆境之五是干燥。研究表明,正常皮肤角质层含水量为10%~20%,低于10%时则表现出干燥症状,长期干燥则会出现粗糙、脱屑、剥落等现象,严重者还会开裂、出血情况并引起感染。

一项在法国进行的调查显示,无论属于哪一类肤质的女性,其中90%都有缺水的情况。容易出现皮肤干燥的情况有:春、冬季气候寒冷干燥的时候;相对湿度低,洗涤剂、有机溶剂的使用会使皮肤屏障功能和吸水能力受损,导致皮肤干燥;皮肤病变(如银屑病、鱼鳞病等)及干性皮肤属性。

如何“抗逆”?

这些所有的逆境会使皮肤DNA受损、自由基产生,还会引发炎症色素沉积HA、胶原蛋白分解和皮肤失水的情况,从而导致皮肤老化、失去光泽、产生皱纹、色斑沉积等皮肤问题。“抗逆”的关键在于防护、抗氧化、抗炎、保湿和修复。

依克多因(Ectoin)的简介与性质

依克多因(Ectoin)是一种非常安全,%纯天然和多功能的化妆品活性成分,具有细胞保护和非凡的抗老化性能。各种体内和体外的研究以及临床试验均证明了其卓越疗效。

它是一种重要的渗透压补偿溶质,普遍存在于嗜盐菌中,最早在年被发现,存在于埃及纳特伦河谷(埃及沙漠)盐湖中,由Galinski等从极端嗜盐外硫红螺菌中分离出来,具有细胞保护和天然修复的作用。

依克多因的功效已经在德国和全球许多独立的科研团体和大学进行了详细的调查。目前,其自然保护特性已经被应用于保健、生命科学和化妆品行业。

依可多因(分子量:.16g/mol)是一种亲水性好的白色粉末(水中溶解度为5.45mol/kg),是环化的氨基酸衍生物。其分子内电子离域化,不干涉胞内大部分的酶促反应,具有胞内高耐受性,并且对热稳定,化学式为C6H10N2O2。

依克多因的作用

渗透压基因诱导剂

除了作为渗透压保护剂和能量物质存在外,依克多因还具有诱导某些渗透压基因的表达,以及在热击、脱水、冷冻、辐射和氧自由基等逆境下非特异性的保护生物大分子活力的特性。

抗逆保护作用

在逆境下,依克多因对于酶、DNA、细胞膜等生物分子有着很强的保护作用。依克多因是一种氨基酸衍生物,属于极端酶组分。极端电解质是具有很小应力的保护分子,可以保护极端微生物和植物免受盐湖、温泉、冰块、深海或沙漠等栖息地的致命和极端条件的影响,盐湖和沙漠是地球上最恶劣的环境,高度适应的细菌,也就是所谓的极端微生物,由于被依克多因保护,在干燥、高盐度和极端的温度变化条件下仍旧生长良好。

另外,依克多因具有全面的和强有力的保护功效。它可以屏蔽皮肤老化和细胞破坏的外在和内在因素,如污染颗粒、阳光(包括IR-A和可见光)、温度和化学作用。同时,它还具有增强和恢复细胞的功能,这些功能主要是保持皮肤的健康和美丽,也包括头皮健康的改善,例如干燥,发红,刺激和头皮屑等情况均有显着改善。这种全面的保护和修复功效,使肌肤青春健康,持久而明显的得到保存和修复。

分子伴侣的作用

依克多因是一种强烈的亲水性物质。这些小的氨基酸衍生物结合其周围的水分子并产生所谓的“依克多因水电复合”,然后这些复合物再次围绕着细胞、酶、蛋白质和其他生物分子,在它们周围形成保护性的、滋养性和稳定性的水合壳。这里,依克多因可以发挥如同伴侣蛋白一样的作用,识别错误折叠的蛋白质并且抑制蛋白质聚合体的形成。

防辐射与保湿作用

依克多因能产生热激蛋白保护膜的完整性,它不像一个过滤器一样吸收紫外线辐射,而是通过用保护壳包裹皮肤细胞和皮肤所有其他成分来保护皮肤,减少皮肤因紫外线照射形成的晒斑。并且,基于依克多因的修复性质,它可以修复和加强皮肤屏障,通过水结合能力防止和降低经皮水分流失,皮肤水分得以保留,从而增加皮肤中的水分含量。

依克多因的制备

依克多因的制备方式有两种,分别是化学合成和生物技术合成。化学合成的缺点较多,如:无立体选择性、产量低、副产物多、提纯工艺复杂且需使用大量的有机溶剂和有*化学品。而使用生物技术合成则有较好的立体选择性,产物特异性高,工艺也较为容易并且生产过程更为环保。

依克多因的应用

分子水平应用

依克多因对酶、DNA具有稳定作用。胶原酶-1,是皱纹形成的标志,环境空气污染成分,如细颗粒物(如柴油机尾气),以及含有重金属和有*化学物质的工业排放物会激活皮肤中的胶原酶-1,依克多因可以减少由污染诱导的胶原酶-1。

在氧化应激条件下,依克多因可以明显减少细胞中DNA的损伤,高达80%。并且用依克多因预处理足以完全抑制长时间的UVA辐射诱导的线粒体DNA突变,细胞完全没有表现出变性或损伤,做到了%的保护。

同时,依克多因还能提高酶的活性,如通过增强棉籽油中甘油三酯转化脂肪酶的活性,提高脂肪酶催化合成油酸乙酯的产率(+24.8%),此外,依克多因具有的分子伴侣功能,可在肽链生物合成过程中指导新生肽链按特定方式进行正确的折叠。

细胞水平应用

依克多因不仅是有效的生物大分子稳定剂,而且是有效的细胞渗透保护剂和储存保护剂,维护细胞结构的稳定。它可以保护表皮黑素细胞免受紫外线引起的损伤,有效地防止了由于UVB暴露造成的破坏细胞的形成,以及UVA应激细胞内的破坏性级联反应,保护皮肤免受由UVB辐射引起的有害影响和损害和UVA诱导的细胞水平的光老化。通过保护表皮黑素细胞免受紫外线引起的损伤来防止光老化。

临床医学应用

在临床疾病治疗方面,依克多因可应用于治疗因淀粉样蛋白变性引起的相关疾病如阿尔茨海默病、马查多约瑟夫病、帕金森氏病等;治疗消化道疾病,同时还可作为治疗艾滋病的辅助药物等。

临床研究还表明依克多因可减轻慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者和污染诱发的哮喘患者的肺部炎症,同时可以保护鼻子和眼睛免受空气中过敏原(花粉)的渗透。

尤其在皮肤方面的临床治疗中,依克多因有十分显著的功效和广泛的应用。用依克多因治疗后,可观察到皮肤的深层结构变得平滑,皮肤看起来更健康和活力,皱纹量和皮肤发红都有所改善。使用依克多因,皮肤弹性有所提高,皮肤结垢和粗糙度也有显着改善,并且水合作用水平有大幅增加。

生物药剂开发

依克多因具有的亲水性和两性离子特性,可以维护正常泪液的分泌,减少角膜/结膜部位水分蒸发,从而缓解和治疗干眼症。依克多因对皮肤创伤有显著的修复作用,能够加快伤口愈合,且能够抑制疤痕的形成,可用来开发皮肤创伤药剂。同时依克多因能够保护细胞对抗不良的外部环境,对抗肌肤衰老,防止辐射对皮肤的危害,因此可以广泛应用于面部和身体的护肤品、防晒产品以及彩妆品等。

此外,由于依克多因具有较为全面的细胞保护和修复功能,并且可以改善头皮健康,也可以应用于头发护理、口腔护理和婴儿护理等。它还是一种替代皮质类固醇,没有任何副作用,所以也可用于治疗湿疹,神经性皮炎,过敏性皮肤病和特应性皮肤的保健品(OTC医疗器械)。另外,依克多因药剂应明确建议用于超敏感和过敏性皮肤,并被批准用于治疗发炎和特应性婴儿皮肤。

作用机制

依克多因分子的环状结构具有较强的电负性,容易与水分子形成氢键,增强水分子的缔合能力,使水分子在其周围定向排列,改变水分子的空间排布,即促进水分子缔合效应(Kosmotropiceffect)。因此依克多因能够促进水分子团簇的缔合,并且能够缔合更多水分子在蛋白质周围形成水化层。

安全性

在检测过光*性、人体斑贴、眼刺激、细胞*性和遗传*性后,研究证实5%以下的依克多因不会引起不良的皮肤反应,安全无*无刺激,可用在各类化妆品中。

功效性

1.防护抗逆

·保护DNA免受紫外线及可见光损伤大多数商业化的防晒剂对UVB和UVA都有效,但对可见光没有显着的保护作用。而依克多因不仅可以减轻UVB和UVA对细胞内DNA的光损伤,还可以减轻可见光对细胞内DNA的光损伤。紫外线或者可见光辐射,均会使皮肤细胞内的DNA受到损伤,严重时会引发癌变。紫外线对DNA的损伤作用有直接损伤和间接损伤,包括链内交联、链间交联、单链断裂和双链断裂等。UVA可通过产生自由基和脂质过氧化间接引起DNA损伤。UVB和UVC的能量可直接被DNA吸收而破坏DNA的分子结构,也可因产生过量的ROS对DNA造成间接损伤。表皮中的晒伤细胞的存在是紫外线引起的皮肤损伤的标志。晒伤细胞是角质形成细胞在接受紫外线剂量后经历细胞凋亡(受控细胞死亡),严重损害其DNA或其他发色团并且不再可能修复。

试验发现,依克多因可显著减轻紫外线及可见光对细胞内DNA的光损伤。依克多因的所有测试浓度都显示出对UVA/可见光和细胞水平上的可见光照射的组合的高度的光保护水平,0.1mM(0.%)的依克多因对DNA的可见光光保护率达到92.7%,对UVA/可见光光保护率达到68.9%。

并且依克多因保护皮肤免受由UVB辐射引起的有害影响和损害。它有效地防止了由于UVB暴露造成的破坏细胞的形成经过依克多因预处理的试剂与无效对照剂相比减少了89%的晒伤细胞数量。

·抵抗外界压力,提高细胞应激能力

人类皮肤细胞暴露于外部应力如太阳辐射或其他物理和化学应激因素时会产生热休克蛋白(HeatShockProteins,HSP)。热休克蛋白是机体细胞受到高温等恶劣环境袭击时合成的一种保护蛋白质,帮助细胞维持正常的生理活动。热休克蛋白可以识别、稳定和代谢皮肤中受损的蛋白质,它们是皮肤自我防御系统的重要组成部分。

当细胞受刺激时,热休克蛋白表达量短时间内迅速升高然后逐渐恢复至正常水平,热休克蛋白表达量越高说明刺激越明显。用依克多因预处理角质形成细胞可导致更快的热休克蛋白供应,依克多因处理的皮肤细胞比未处理的细胞的反应速度快2到3倍,说明依克多因增强了皮肤细胞中热休克蛋白的供应。

·保护朗格汉斯细胞,增强皮肤免疫功能

树突状细胞被称为皮肤的免疫屏障。根据其在皮肤不同的分布位置,可分为表皮内朗格汉斯细胞和真皮内树突状细胞。紫外线照射会使格汉斯细胞数目和密度降低,引起的细胞免疫抑制,并使其抗原提呈能力下降,最终造成皮肤免疫功能减弱在正常皮肤中,朗格汉斯细胞能捕捉抗原并选择性诱导皮肤常驻调节T细胞活化和增殖从而维持正常皮肤免疫耐受状态。

试验表明,紫外线照射使朗格汉斯细胞受损,活性降低。经依克多因处理后,紫外线对朗格汉斯细胞的损伤被显著降低。与阳性对照组相比,6h后,1%依克多因可将细胞活性提高10.5%。

·提高抗氧化酶活性

SOD酶即超氧化物歧化酶是一种能清除体内超氧自由基阴离子的金属酶,能有效地预防超氧自由基阴离子对机体的*害作用。

天然的SOD酶作为一种生物大分子,其所含金属辅基不同,稳定性有很大差异,Cu/Zn-SOD热稳定性较差,容易失活。试验发现依克多因在极低浓度下可显著提高Cu/Zn-SOD热稳定性。

2.修复抗衰

·高度亲水,长效保湿

依克多因分子小且极易溶于水,可迅速扩散到细胞内部,促进水分子的聚集,减少自由水的比例,因此可显著增加皮肤水分含量,且具有长期的保湿功效。浓度越高,皮肤水分含量增加越迅速。用依克多因处理的皮肤不易受到表面活性剂等压力因素的损害而导致的水分流失。依克多因因其具有水结合能力而增加了皮肤中的水分含量。

此外,依克多因修复和加强皮肤屏障,从而防止和降低经皮水分流失,皮肤水分得以保留。使用2%依克多因面霜1小时后,皮肤水分增加43.7%,连续使用4周后,皮肤水分增加50.5%。

·修复紫外线引起的细胞损伤

依克多因通过保护表皮黑素细胞免受紫外线引起的损伤来防止光老化,且依克多因能够保护%的表皮黑素细胞,使其不受任何伤害并且可以全面防护UVA辐射和可见光(包括蓝光)损伤,它还防止由于人体皮肤暴露于UVB辐射而形成的晒伤细胞的形成,保护皮肤免受由UVB辐射引起的有害影响和损害,有效防止了由于UVB暴露造成的破坏细胞的形成。

以一定剂量的UVA与UVB照射人永生化表皮角质形成细胞HaCaT以及小鼠成纤维细胞L,并在照射前以样品处理细胞,通过对细胞增殖水平的考察,探讨其对紫外线照射损伤的是否具有防护作用。结果表明,依克多因在浓度为0.%-0.5%对UV造成的细胞损伤均有显著的防护作用,且随着浓度的升高防护作用增强。

·抗炎舒缓,修复受损肌肤

选择促炎性因子TNF-α作为检测指标,以LPS刺激培养的小鼠巨噬细胞,定量检测培养上清中TNF-α的表达,考察依克多因对炎性因子释放的抑制作用。试验表明:依克多因在0.5%-2.0%浓度范围内,对促炎性因子TNF-α有较好的抑制作用,因此可减轻炎症对肌肤的损伤。

另一实验中,用SDS(十二烷基硫酸钠)对皮肤施加压力以破坏受试者的皮肤保护,SDS应激后,使用1%的依克多因和0.25%的氢化可的松,在仅仅7天的治疗之后,皮肤发红减少了38%,说明依克多因可以很好地进行皮肤屏障修复。

由于其优异的抗炎特性,依克多因甚至用于治疗特应性皮炎(神经性皮炎)或过敏性皮肤病(OTC医疗器械)。

·增强成纤维细胞活性,促进胶原蛋白合成

与其他溶质相比,各种研究清楚地显示了依克多因对蛋白质,核酸,生物膜和全细胞完整性的最强大的稳定性质。通过稳定胶原蛋白或弹性蛋白等蛋白质,依克多因可以保护它们免于展开以及随之而来的损坏和变性。

使用MTT法对人原代成纤维细胞进行成纤维细胞活性检测,并用ELISA法进行胶原蛋白合成分析。试验表明,低浓度的依克多因可显著提高成纤维细胞活性,刺激成纤维细胞增殖,促进其对胶原蛋白的产生。10mg/ml(约1%)的依克多因可将胶原蛋白的合成量提高到原来的5倍左右。

编辑:佳玮

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