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保湿产品中主要成分及作用机制

保湿研究始于20世纪50年代,当时Blank证明皮肤含水量低是皮肤干燥的主要因素。在过去的50年里,许多科学家致力于保湿研究,并开始揭开皮肤水合作用的奥秘(见第11章)。现在已经知道,干燥皮肤的症状可以通过用封闭或湿润剂成分增加角质层(SC)的水合状态以及用润肤剂抚平粗糙的表面来治疗。润肤霜在美国代表了数十亿美元的市场。常用的保湿剂是水包油乳液,如面霜和乳液,以及油包水乳液,如护手霜。有两种主要类型的成分:封闭剂(occlusives)和湿润剂(humectants)。一款好的润肤霜通常包含这两种成分。本章将确定并讨论常见保湿产品中主要成分的作用机制。

保湿剂的作用机理

市场上有许多保湿产品,但它们都有相同的目标:增加皮肤中的水分含量。这可以通过使用封闭成分或增加皮肤屏障的完整性来防止水分从皮肤蒸发来实现。增加皮肤屏障完整性的支柱包括提供脂肪酸(如亚油酸)、神经酰胺、胆固醇和控制钙梯度。增加皮肤保持水分的能力是保湿皮肤的另一个策略。增加天然保湿因子(NMF)、甘油和其他保湿剂(如透明质酸)的含量将有助于皮肤保持水分。最后,增加表皮吸收循环中重要成分的能力,如通过水通道蛋白通道吸收甘油和水,也将有助于增加皮肤水合作用。

封闭剂

封闭剂覆盖SC以延缓经皮水分流失(TEWL)。它们通常是油性物质,具有溶解脂肪的能力,因此被广泛用作护肤化妆品的成分。封闭是治疗干燥皮肤的最佳选择之一,因为它提供了一个润肤效果,以及减少水分流失。目前可用的两种最好的封闭成分是凡士林和矿物油。例如,凡士林的抗水蒸气损失能力是橄榄油的170倍。然而,凡士林有一种油腻的感觉,可能会使含有它的制剂在外观上无法接受。其他常用的封闭成分包括石蜡、角鲨烯、二甲基硅油、大豆油、葡萄籽油、丙二醇、羊毛脂和蜂蜡。此外,“天然”油,如葵花籽油已经越来越受欢迎。封闭剂只在皮肤上有效,一旦移除,水分流失就会回到之前的水平。有趣的是,水分流失降低40%以上是不可取的,浸渍会导致细菌水平增加。在保湿剂中,封闭剂通常与保湿成分结合使用。

凡士林

包括Kligman在内的许多人认为凡士林是最好的保湿剂之一。自1872年以来,它一直被用作护肤品。凡士林是从石油(原油)中提取的碳氢化合物的纯化混合物。凡士林中的碳氢化合物分子可以防止氧化,从而延长了凡士林的保质期。因为凡士林是已知的最封闭的保湿成分之一,所以它通常是与其他封闭成分进行比较的黄金标准。凡士林也因其无刺激性而家喻户晓。7尽管非常罕见,但文献中已有凡士林过敏性接触性皮炎的报道。个人对凡士林过敏的可能性非常小,以至于一些作者认为它是一种无感觉剂。然而,当单独使用时,许多人发现油腻的油性质地在美容上不美观。因此,凡士林经常与其他成分结合,以尽量减少油腻感。

羊毛脂

羊毛脂是一种复杂的天然产物,不能人工合成。使用的精炼方法决定了最终产品的成分和质量,因此并非所有羊毛脂产品都具有相同的特性。羊毛脂来自绵羊的皮脂分泌物;然而,它的组成与人类皮脂非常不同。羊毛脂与SC脂质有两个重要的共同特征:(1)羊毛脂含有胆固醇,这是SC脂质的一种基本成分,以及(2)羊毛脂和SC脂质可以在生理温度下以固体和液体共存。不幸的是,有一部分人会对羊毛脂产生接触过敏;因此,它作为一种敏化剂的名声,根据一些人的说法,可能是不应该的。许多保湿产品现在都标有“不含羊毛脂”对羊毛脂过敏反应的关注导致了超高纯医用羊毛脂产品的开发,如MedilanTM,Medilan和Medilan Ultra已被证明可有效治疗皮肤干燥和浅表伤口愈合。

油类

随着天然和有机成分的流行,精油现在通常用于保湿产品或作为保湿剂本身。此外,保湿的“卸妆油”也有市售。油在室温下是液体,不溶于水。它既疏水又亲油。事实上,油中含有丰富的脂质,皮肤需要这些脂质来维持细胞膜的正常形成和功能,以防止TEWL。植物油是从种子中榨出的,精油是从植物的几个部分蒸出来的,包括茎、叶和根。并非所有的油都是植物来源的。矿物油或液体凡士林是在生产汽油的过程中从石油蒸馏中提取的。

矿物油

矿物油已有两千年的化妆品使用历史,在现代化妆品中的使用也超过了100年,是护肤产品中最常用的油类之一。近20年前,研究人员发现,在减少志愿者因表面活性剂十二烷基硫酸钠的局部应用而引起的皮肤蒸汽损失方面,含有矿物油的乳液比几种亚油酸乳液更有效。2004年,一项随机、双盲、 对照试验表明,矿物油和特级初榨椰子油作为保湿剂在治疗34名患者的轻度至中度干燥症时同样有效和安全,两组患者的表面脂质水平和皮肤水合作用都显著增强。但是,由于其来源,出现了一些关于矿物油的批评和误解。事实上,10多年前,一项关于矿物油暴露与癌症之间关系的流行病学审查揭示了几种关联。然而,重要的是,任何此类将矿物油暴露(通过皮肤接触或吸入)与特定形式的癌症联系起来的证据都来自长期暴露于工业级矿物油的病例。化妆品级矿物油从未与癌症病因学相关联。此外,最近的一项研究表明,尽管工业级矿物油可能会引起粉刺,但化妆品级矿物油显然不会,因此,不应因为挥之不去的传言或工业级矿物油关于粉刺的推断而将其排除在适当的化妆品配方之外。

天然油

天然油含有脂肪酸,对维持皮肤屏障很重要。亚油酸,一种存在于向日葵、红花和其他油中的ω-6脂肪酸,是必需脂肪酸的一个例子,必须从饮食中或通过局部应用获得。除了提供屏障完整性所需的结构脂质外,亚油酸还被身体用来产生γ-亚麻酸(GLA)。GLA是一种多不饱和必需顺式脂肪酸,对前列腺素的产生很重要;因此,它在炎症过程中起作用。许多油和食物含有亚油酸。这些油中有几种存在于护肤品中,它们在提供脂肪酸的同时起到封闭剂的作用。

葵花籽油(向日葵)

葵花籽油的主要成分油酸和亚油酸是脂肪酸,如上所述,它们赋予皮肤特殊的益处。在Darmstadt等人的一项研究中,旨在确定在增强表皮屏障功能方面有效且在发展中国家可获得的安全且廉价的植物油,研究人员测试了各种油对小鼠表皮屏障功能的影响,发现与对照组或用Aquaphor处理的皮肤相比,芥末、橄榄油和大豆油显著延迟了恢复,Aquaphor用于改善皮肤屏障功能。然而,一次施用葵花籽油可在一小时内显著加快皮肤屏障功能的恢复,并在施用后5小时内保持这一结果。最近,一些相同的研究人员比较了局部施用润肤剂葵花籽油和Aquaphor在预防孟加拉国极低出生体重早产儿医院感染方面的效果。入院后孕33周前出生的婴儿被随机分配接受任一药剂的每日按摩(每组159名受试者),并通过意向性治疗分析将结果与181名未经治疗的对照组进行比较。与对照组相比,用葵花籽油治疗的婴儿发生医院感染的可能性降低了41%。(Aquaphor的表现略好于不治疗,但没有显著降低感染风险。)这项研究也实现了Darmstadt等人早期研究的一个目标,即发现葵花籽油是发展中国家患者有效、经济、可用的润肤选择。

月见草油(月见草)

月见草油(EPO)富含omega-6脂肪酸,同时含有亚油酸和γ-亚麻酸。事实上,促红细胞生成素被认为是GLA的最佳来源。亚油酸有助于维持SC内聚力并有助于减少TEWL,也被身体用来合成GLA。EPO通常作为口服补充剂,但也包含在局部护肤品中。EPO的一些研究已经揭示了在特应性皮炎的治疗中的显著效果;然而,关于这种应用的研究在很大程度上是不一致的。然而,亚油酸和-亚麻酸的存在可能证明在皮肤干燥或营养不良的患者中使用EPO是合理的。

橄榄油

古希腊人、埃及人和罗马人用于沐浴和医疗目的,橄榄油含有各种有效化合物,其中许多具有抗氧化特性,如多酚、角鲨烯、脂肪酸(尤其是油酸)、甘油三酯、生育酚、类胡萝卜素、甾醇和叶绿素。特别是,已知初榨橄榄油中的酚类可清除活性氧25和在人类疾病中活跃的氮物种;然而,尚不清楚这些化合物的影响是否超出了细胞外环境。与橄榄油相关的副作用非常罕见,因为这种天然油通常被认为是安全的,刺激性非常弱。

荷荷巴(黄杨或希蒙得木)

荷荷巴油(发音为ho-ho-ba)来自荷荷巴植物的冷榨花生或小橄榄大小的种子,含有多种脂肪酸,包括油酸、亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。甘油三酯也是荷荷巴油的主要成分。值得注意的是,荷荷巴油在稠度上与人类皮脂相似,而人类皮脂又容易与这种天然多不饱和液态蜡中所含的脂肪酸和甘油三酯相容。因此,荷荷巴油被认为是一种天然保湿剂,通常被用作湿润剂,现已发现其作为镇痛剂、抗菌剂、抗炎剂、抗氧化剂、抗寄生虫剂和退热剂具有显著的有益特性。

精油在最近几年里越来越受欢迎。然而,认识到这些成分是常见的过敏原是至关重要的。按摩治疗师和其他经常接触精油的人应尽量减少接触精油,以降低他们对局部使用的精油过敏的风险,这种过敏可转化为对食品中相关精油的过敏。

润湿剂

湿润剂是具有高吸水能力的水溶性物质。它们有能力从大气(如果大气湿度大于80%)和下面的表皮吸收水分。虽然湿润剂可以从环境中吸收水分来帮助皮肤保湿,但在低湿度条件下,它们可能会从更深层的表皮和真皮中吸收水分,从而导致皮肤更加干燥。因此,当与封闭剂结合使用时,它们的效果会更好。湿润剂也是化妆品保湿剂的常用添加剂,因为它们能防止产品蒸发和增稠,从而延长各种保湿剂的保质期。一些湿润剂还具有抑菌活性。湿润剂将水分吸入皮肤,导致皮肤角质层轻微肿胀,给人一种皮肤更光滑、皱纹更少的感觉。因此,许多保湿霜被吹捧为“抗皱霜”,尽管它们不会带来长期的抗皱效果。常用湿润剂的例子包括甘油、山梨醇、透明质酸钠、尿素、丙二醇、α羟基酸和糖。

甘油

甘油(丙三醇)是一种强保湿剂,其吸湿能力与NMF非常相似。这也使得SC即使在干燥的环境中也能保持较高的含水量。Choi等人最近的研究表明,甘油在皮肤水合作用中起着重要作用,因为甘油水平与SC水合水平相关。

阿帕等人在394名皮肤严重干燥的患者中比较了两种高甘油保湿产品和16种其他受欢迎的保湿产品。高甘油产品优于这五年期间测试的所有其他产品,因为它们能迅速使干燥的皮肤恢复正常水合作用。与其他配方相比,它们也有助于在更长的时间内防止干燥,甚至是那些含有凡士林的配方。对用“高甘油”配方处理过的皮肤进行的超微结构分析表明,甘油会导致角质层扩张,因为角质细胞的厚度增加,角质细胞层之间的空间扩大。这些发现表明,甘油似乎创造了一个保湿能力的储库,使皮肤更能抵抗干燥,如阿帕的研究所示。甘油还通过稳定和流化细胞膜以及水合桥粒降解所需的酶来发挥作用。

甘油可以从局部制剂中获得,但也可以通过水通道蛋白通道从循环系统转运到表皮最近的研究表明,正常的SC水合作用需要内源性甘油。两个不相关的近交系小鼠模型证明了内源性甘油对正常SC水合作用的潜在重要性。基因敲除小鼠缺乏水通道蛋白-3 (AQP-3)水通道,无法将甘油从循环中运输到表皮,它们表现出SC水合作用异常和SC甘油水平降低。当局部应用甘油时,小鼠的这种缺陷得到纠正。甘油已经存在很多年了,但是这项新的研究表明它还会存在。

尿素

尿素是NMF的一种成分。自20世纪40年代以来,尿素就被用于护手霜。除了作为湿润剂,尿素还具有温和的止痒效果。尽管文献中存在一些争议,但几项研究表明,尿素与氢化可的松、视黄酸和其他药物的组合可增加这些药物的渗透。在一项双盲实验中,3%和10%的尿素霜在干性皮肤中比赋形剂对照组更有效。有趣的是,用3%尿素乳膏治疗后,TEWL没有变化,而用10%尿素乳膏治疗后,TEWL下降,尽管据临床报道,该乳膏同样有效。

羟基酸

α羟基酸(AHAs)是一类天然存在的有机酸,起湿润剂的作用;它们还表现出剥落特性。分别来自甘蔗和酸奶的乙醇酸和乳酸是保湿产品中最常用的AHAs,也是最早进入市场的AHAs。其他AHAs包括从苹果中提取的苹果酸、从酸性水果中提取的柠檬酸和从葡萄中提取的酒石酸。含有AHAs的外用制剂长期以来对表皮角质化有显著影响。水杨酸是一种化学去角质剂和唯一的β羟基酸(BHA),提取自柳树皮、冬青叶和甜桦树,但也有合成形式。

羟基酸的美容效果包括SC脱落的正常化,导致皮肤表面的增塑作用增加和干燥鳞片的形成减少。AHAs和BHA通过降解桥粒和允许脱屑进行来发挥作用。它们还影响角质层的角质细胞粘结性,在角质层中,它们影响角质层的pH值并改善脱屑。应用高浓度的AHAs和BHA会导致角质细胞分离和表皮溶解;较低浓度的应用会直接降低颗粒层上方的角膜细胞间的内聚力,从而促进角质层的脱落和变薄。更薄的SC更有弹性和紧致,使皮肤更年轻。通过使用AHAs获得的这种增加的灵活性已被证明即使在低湿度的情况下也能持续。更薄、更紧凑的SC也是理想的,因为它能更好地反射光,使皮肤看起来更亮。

然而,更薄的SC确实有一些据称的缺点。例如,去角质剂已被证明可降低皮肤的最小红斑剂量(MED)。尽管一项研究表明乙醇酸具有光保护作用,但所有后续研究均显示使用A has后光敏性增加。FDA已审查了关于AHAs的研究,现在要求这些产品包括一个标签,警告其应与防晒霜一起使用。

乳酸

乳酸是独特的,因为它是一种AHA,也是NMF的一种成分。这意味着它通过促进脱屑提供了与其他AHAs相同的益处,但也提供了其他有益效果。乳酸对光老化皮肤的益处是家喻户晓的,一项双盲赋形剂对照研究证明了这一点,该研究发现8% L-乳酸配方在治疗光老化皮肤方面优于赋形剂。在皮肤粗糙和光损伤迹象(斑驳的色素沉着和灰黄)方面观察到了统计学上的显著改善。然而,乳酸对干性皮肤的益处刚刚得到阐明。这种AHA于1943年首次用于鱼鳞病的治疗。体外和体内研究发现,乳酸(尤其是L-异构体)可增加角质细胞产生的神经酰胺。此外,将乳酸的L-异构体应用于角质细胞,不仅增加了神经酰胺的含量,而且似乎还增加了神经酰胺1亚油酸酯与神经酰胺1油酸酯的比例。这可能是一个重要的发现,因为在特应性皮炎和痤疮等疾病中,神经酰胺1亚油酸酯与神经酰胺1油酸酯的比例降低。神经酰胺(尤其是神经酰胺1亚油酸酯)水平的增加可以部分解释为什么用乳酸的L-异构体治疗的患者在表面活性剂斑贴试验后表现出改善的水屏障,且TEWL比仅用赋形剂治疗的患者低。乳酸对表皮更新的影响取决于pH和浓度。已经表明,在固定的乳酸浓度下,pH是表皮更新的影响因素,而在固定的pH下,皮肤的脱屑取决于乳酸浓度。

丙二醇

丙二醇(PG)是一种无味的液体,既可以作为湿润剂,也可以作为封闭剂。它表现出抗菌和角质溶解活性。PG已被证明能增强米诺地尔和类固醇等药物的渗透。尽管已知PG本身是一种弱致敏物质,但它可能通过增强其他过敏原的渗透而导致接触性皮炎。

润肤霜

这些是添加到化妆品中的物质,用来软化和光滑皮肤。它们通过填充脱落角质细胞之间的空间来产生光滑的表面。这些产品增加了内聚力,使单个角质细胞的卷曲边缘变平。这导致表面更光滑,摩擦更少,光折射更大。许多润肤剂也起湿润剂和封闭保湿剂的作用。羊毛脂、矿物油和凡士林是封闭成分的例子,它们也赋予润肤效果。如上所述,羊毛脂是一种常见的敏化剂,促使一些制造商在他们的产品上贴上“不含羊毛脂”的标签然而,这种名声可能是没有根据的,因为根据Kligman的说法,它实际上是一种非常弱的过敏原。

皮肤屏障成分

多年来,研究已经考虑了主要皮肤屏障脂质成分、神经酰胺、胆固醇和脂肪酸的应用,以改善皮肤屏障功能和随后的皮肤水合作用。1993年,Man等人发现,神经酰胺和脂肪酸在不含胆固醇的情况下一起使用时,会延缓屏障的恢复。此外,胆固醇加脂肪酸或胆固醇加神经酰胺的另外两种混合物延迟了屏障修复。这些不完全的混合物产生异常的板层体,导致异常的SC细胞间膜双层。相比之下,神经酰胺、脂肪酸和胆固醇(所有三种主要脂质成分)的完全混合物可以实现正常的屏障恢复。在年轻小鼠(<10周)和人类(20-30岁)中进行的研究表明,以等摩尔比应用胆固醇、神经酰胺和必需/非必需游离脂肪酸(FFAs)的混合物可以实现正常的屏障恢复,而这四种成分的任何3:1:1:1比例都会加速屏障恢复。目前,最好的屏障修复保湿剂的目标是以3:1:1的比例提供这些重要成分一些品牌如AtoPalm,Tri Ceram,LBR Lipocream和Dove都是以此为目的设计的。

胶原蛋白和多肽成分

许多昂贵的保湿剂含有胶原蛋白,一些制造商声称,这种配方中的胶原蛋白可以取代老化过程中损失的胶原蛋白。然而,这种说法是没有根据的,因为大多数胶原蛋白“提取物”的分子量为,000至50,000道尔顿。只有分子量为5000道尔顿或更低的物质才能透过皮肤角质层。这些产品之所以受欢迎,可能是因为它们所含的胶原蛋白和其他水解蛋白质和多肽在皮肤上留下了一层薄膜,填补了表面的不平整。这与护发素的工作原理非常相似。一旦产品干燥,蛋白质薄膜会轻微收缩,导致皮肤细纹的细微伸展。当然,这种效果是暂时的,但可以通过添加保湿剂来增强,以进一步暂时丰满细小的皱纹。这些产品通常被称为紧肤霜和保湿霜,尽管它们对TEWL几乎没有影响。

透明质酸

透明质酸(HA)是一种吸湿性糖,可以结合超过其重量1000倍的水。它是在人类真皮中发现的最丰富的糖胺聚糖。近来用于注射入真皮以矫正皱纹的透明质酸填充物的流行导致了市场上过多的含透明质酸的保湿剂。透明质酸是皮肤表面的保湿剂。与许多市场宣传相反,当局部使用时,它不能穿透表皮进入真皮。

天然成分

燕麦

燕麦(Avena sativa)在传统民间医学中已经使用了2000多年,特别是作为膏药或浸泡剂。全燕麦粉被认为在性质上具有保护作用,并表现出抗氧化活性,抑制前列腺素合成,并显示出清洁能力。另一种燕麦化合物燕麦β-葡聚糖被认为具有免疫调节作用。燕麦蛋白发挥各种有益作用,包括乳化活性、脂肪结合活性、水合能力、低发泡潜力和抗氧化活性(由超氧化物歧化酶提供)。人们认为燕麦脂质影响粘度和糊化特性并降低TEWL。几十年来,胶态燕麦颗粒悬浮液一直被用作治疗特应性皮炎的辅助药物。与全燕麦片相比,使用燕麦部分通常具有更好的益处,并且胶态燕麦片已经在护肤品中取代了燕麦片和燕麦粉。值得注意的是,燕麦片已经被证明具有保湿和消炎的特性。在一项对12名健康个体的研究中,研究人员使用十二烷基硫酸钠刺激模型评估了两种局部应用的燕麦提取物(Avena sativa和Avena rhealba)的抗炎活性,发现这两种提取物都对皮肤刺激具有预防作用。有趣的是,燕麦是少数几种被FDA标记为有效皮肤保护剂的植物衍生或天然产品之一。

乳木果油

乳木果油(Butyrospermum parkii)广泛用于化妆品中作为保湿剂,特别是作为润肤剂,它是一种天然脂肪,来自于19个非洲国家自然生长的乳木果或卡利特树。最近的研究表明,乳木果油具有抗炎活性。乳木果油主要由油酸和硬脂酸组成,与其他植物油相比,其不皂化物的含量更高。乳木果油被用于各种皮肤和头发护理产品中,尤其是高端皮肤产品,具有丰富的润肤功效,被认为能够保持水分,并在治疗皮肤疾病(如特应性皮炎、皮肤干燥、痤疮、疤痕和白纹)时作为辅助保湿剂发挥作用。

其他成分

许多保湿霜含有抗氧化剂,如维生素C和E、咖啡莓、绿茶和辅酶Q10。这些都是很受欢迎的成分,因为抗氧化剂被认为可以降低攻击皮肤和相关器官的自由基水平,而自由基被认为是导致皮肤老化的过程。烟酰胺和大豆也是美容保湿霜中常用的添加剂。另一种重要成分是甘氨酰-l -组氨酰-l -赖氨酸- Cu2 +(GHK-Cu),这是一种三肽-铜复合物,存在于许多保湿霜中。甘氨酰-组氨酰-赖氨酸是一种天然存在的三肽,对铜具有高亲和力,最初是从人血浆中分离出来的近年来,铜肽被广泛用于促进伤口愈合。GHK-Cu复合物也被证明可以增强胶原蛋白的合成,并在成纤维细胞培养物和实验动物伤口模型中增加硫酸化蛋白多糖的水平。此外,它通过增加基质金属蛋白酶-2 (MMP-2)和基质金属蛋白酶组织抑制剂(TIMP-1和TIMP-2)的水平在组织重塑中发挥作用。这种复合物的作用机制和研究使得它在化妆品中很受欢迎。尽管一些临床试验已经报道了局部使用含铜肽的产品可以改善细纹和皱纹,还需要更多的研究来确定铜肽作为抗衰老剂的功效。

声称能影响钙钾水平的新产品已经进入市场。这类配方可在维持皮肤屏障功能方面发挥作用,因为Ca2+和钾水平的波动已被证明会影响皮肤屏障功能虽然这些发现是令人鼓舞的,但它们是最近才发表的,在这本教科书完成时,还没有评估这些产品功效的研究发表。随着公司不断寻找“下一个新事物”,新的成分不断进入市场;然而,临床试验数据往往不存在,或制造商仍未作为专有数据发表。

副作用

润肤霜通常是非常安全的,很少有副作用的报道。使用防腐剂、香水、增溶剂、防晒霜和其他护肤品成分会导致过敏性接触性皮炎。可能导致接触性皮炎的成分包括香料、防腐剂、丙二醇、78维生素E、79和Kathon CG。

总结

虽然所有润肤霜的最终目的都是增强SC的水合状态,但保湿成分的作用方式却截然不同。封闭剂覆盖SC,减少水分流失;保湿剂从大气和下面的表皮吸收水分,滋润皮肤;润肤剂软化和光滑皮肤。为了推荐最适合患者皮肤的产品,医生应该了解保湿成分的离散类别,以及单个和组合产品的功效范围。

原文链接:

https://dermatology.mhmedical.com/book.aspx?bookID=2864#244970576

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