浅析皮肤衰老的发生机制

来源:荣格国际个人护理品生产商情

发布时间:2020年1月15日下午 10:01:13

要搞清皮肤衰老的发生机制,先要明确皮肤衰老的定义。
要搞清皮肤衰老的发生机制,先要明确皮肤衰老的定义。
 
皮肤衰老,是皮肤功能衰老性损伤,使皮肤对机体的防护能力、调节能力等下降,使得皮肤不能适应内外环境的变化,出现色泽、形态、质感等外观整体状态的不美观改变。
 
这里直接点出了皮肤衰老的题眼“皮肤功能衰老性损伤”,皮肤功能衰老损伤就是造成皮肤外观不美观的元凶,那又是什么因素造成了皮肤的功能损伤呢?目前比较公认的是内源性因素造成的内源性老化和外源性因素造成的外源性老化。内源性老化是皮肤随着年龄增长的自然老化,是不可逆的。而外源性老化则是由环境因素所引起的老化,包括日光、机械作用、不良生活习惯(如吸烟等)、污染等。但外源性老化的主要因素是日光导致的光老化。而且自然老化和光老化所导致的皮肤表观也是有差异的。
 
 
自然老化的皮肤,其组织学改变主要为:干燥、表皮菲薄、毛细血管萎缩及数量减少、松弛细纹、异常线粒体增多等。而光老化的皮肤,其组织学改变主要为:深度皱纹、松弛、表皮粗糙、色素沉着等。下面笔者就从自然老化和光老化出现的这些问题谈谈自己的看法。
 
一、自然老化问题
 
1.皮肤干燥
 
衰老的皮肤往往更容易产生干燥,瘙痒,炎症等问题,据日本研究,年龄超过60岁的老人,95%的都有皮肤干燥的困扰[1]。造成老化皮肤干燥的主要原因则是皮肤屏障功能弱化。所以修复和增强皮肤屏障是改善老化肌肤干燥问题的重要手段。
 
健康的皮肤屏障主要具备以下三个因素:1.成熟完全的角质细胞;2.充盈与完整的皮肤脂质;3.NMF的非缺失。
 
因此以下三方面可能是引起屏障功能弱化的主因:1.角质细胞成熟减缓;2.屏障脂质分泌减少;3.NMF含量下降。
 
以下是从以上三点出发,改善皮肤屏障的一些成分举例。
 
辅助角质细胞成熟完全—植物鞘氨醇
 
成熟的角质细胞是由角质形成细胞分化而来,具有高度角质化的细胞膜,细胞膜高度角质化也是角质细胞成熟的标志之一。而角质形成细胞分化为角质细胞的过程中,膜蛋白、兜甲蛋白、角蛋白1较高表达,是细胞膜正常角质化的关键。是故增强膜蛋白、兜甲蛋白、角蛋白1表达,有助于角质细胞成熟完全。
 
而植物鞘氨醇这一成分,是我们皮肤的脂质之一,同时也是神经酰胺NP,AP,EOP的前体。相关的实验证明:植物鞘氨醇可以增强膜蛋白、兜甲蛋白、角蛋白1的表达,从而促进角质细胞的成熟完全。
 
保证屏障脂质充足完整—神经酰胺类
 
健康的皮肤屏障,具备充足完全的脂质,而皮肤脂质的主要组成成分为:40-50%神经酰胺、25-30%的胆固醇、20-25%的游离脂肪酸类。
 
其中神经酰胺类的含量最多,是屏障脂质中不可或缺的一大类。有关研究表明:衰老的肌肤皮肤屏障脂质的分泌量相对于年轻的肌肤减少达65%。特别是神经酰胺的缺失较为严重[2]
 
目前在皮肤中有发现15种神经酰胺。但能够量产应用的不多。目前在护肤品里应用较多的是,以植物鞘氨醇为前体接上不同脂肪酸链而得到的神经酰胺NP,AP,EOP。其中NP和AP分别在神经酰胺家族的占比约是22.1%和8.8%。通过补充神经酰胺NP可以达到很好的保湿修复效果,而通过神经酰胺AP和神经酰胺NP的搭配使用,可以引导神经酰胺形成发卡结构,有利于脂质的层状排列形成。
 
上图数据取自:Bernadette Breiden, Konrad Sandhoff. The role of sphingolipid metabolism in cutaneous permeability barrier formation.Biochimica et Biophysica Acta 1841(2014)441–452
 
保证NMF的充足—模拟NMF成分比例的复配物
 
众所周知NMF是保证皮肤含水量的重要保湿成分。主要成分为氨基酸、尿素、pca钠、乳酸盐等。这些成分通过“氢键”作用,将水分子锁在角质细胞周围。NMF是由丝聚蛋白在相关降解酶的作用下降解而来。固面对皮肤NMF缺乏的问题,可以通过使用模拟NMF比例的一些氨基酸复配产品,来即时缓解皮肤干燥。再通过一些成分,增加丝聚蛋白的合成,增强丝聚蛋白降解酶的表达,来增强NMF的后续生成,从而加强了护肤品保湿作用的延续性。
 
2.表皮“菲薄化”
 
正常的老年人皮肤厚度和青年相比是更加薄的。人类前20年皮肤厚度是逐年递增的,20-30岁开始维持在一定厚度范围。但从30岁开始,表皮细胞分裂分化能力下降,表皮厚度开始下降,表皮逐渐菲薄化。相关文献所述,人类从30岁到80岁,表皮厚度下降了50%[3],平均每10年下降6.4%[1][4],并且女性的表皮菲薄化的速率快于男性。
 
 
提高表皮细胞分裂分化能力—维生素A类
 
因为表皮菲薄主要和表皮细胞分裂分化能力下降有关,所以可以通过提高表皮细胞的分裂分化来缓解。这类成分的典型就是维生素A类。这类成分激活与细胞核膜上的RAR受体,产生一系列生物信号分子,调控表皮细胞的生命活动。其中就包括上调表皮细胞的分裂分化能力。相关实验证明,通过使用维生素A类成分,可以增厚表皮[5]
 
3.松弛、细纹
 
自然老化的肌肤,真皮层老化的胶原纤维占比上升,同时弹性蛋白合成减少,对老化的弹力纤维的降解能力下降,使得真皮内正常弹性纤维数量减少,导致皮肤产生细纹和松弛。由于笔者学识有限,目前还未发现主流认同可以应对这方面问题的一些成分。
 
4.毛细血管萎缩及数量减少
 
在自然衰老的过程中,毛细血管会逐渐萎缩及数量逐渐减少,血管密度降低[6],使得皮肤相关细胞和血液的物质交换减弱,造成能量供应和物质代谢能力下降。所以正常老年人的表皮温度一般低于正常年轻人。目前应对这类问题主要通过提高血液循环和诱导毛细血管新生来解决。
 
提高血液循环—糖基橘皮苷
 
橘皮苷是一种能促进皮肤的血液循环的生物黄酮类成分,橘皮苷通过使脆弱的毛细血管变得强壮并降低它们的渗透性来提高血液的循环。但因其水溶性不佳,所以科学家为它接上了一个葡萄糖分子,使其成为糖基橘皮苷,提高了水溶性,使得使用更加方便。当糖基橘皮苷存在于皮肤上时,一种天然存在于皮肤中的α-葡萄糖苷酶会促使其糖苷键断裂,从而缓慢释放出橘皮苷,提高血液循环。  
 
诱导毛细血管新生—VEGF(血管内皮生长因子)
 
VEGF是一种生长因子,当它与VEGFR(血管内皮生长因子受体)结合时,会产生一系列生物信号,诱导新血管的生成。目前国际INCI对VEGF的命名为:SHOligopeptide-2。国内INCI列表还未登录。
 
5.异常线粒体累积
 
生命活动是需要能量的,大部分的能量都由线粒体产生。线粒体在产生能量的过程中,也会伴生一些活性氧,随着活性氧的累积,线粒体会发生异常。而年轻健康的人体,可以对这些异常线粒体经行识别和自噬降解。但随着人体的衰老,机体线粒体自噬功能弱化,就无法及时清除这些异常线粒体,使得细胞内环境稳态平衡被打破,导致活性氧大量累积,从而损伤机体。
 
增强线粒体的自噬功能—莲花提取物
 
日本特科诺宝公司旗下有一款产品名叫Nelura(莲净美),它可以增强衰老细胞的线粒体自噬功能,减少细胞内部异常线粒体的数量,协助维持细胞内环境的相对稳定。
 
二、光老化的预防和改善
 
光老化是另外一大皮肤衰老类型,并且是造成我们皮肤老化外观问题的主导因素,目前我们应对皮肤光老化的主要思路是预防和改善两种。
 
1.预防—全波段防晒
 
过去讲到防晒,一般关注的是UV-A和UV-B波段的防护。主要是因为过去人们生活环境还未变得像今天这样恶劣,臭氧层为地球阻挡了波长为306.3nm以下的短波紫外线,主要包括一部分UV-B(波长290~300nm)和全部的UV-C(波长<290nm),来保护地球上的人类和动植物免遭短波紫外线的伤害。只有长波紫外线UV-A和少量的中波紫外线UV-B能够辐射到地面。
 
但随着近年来,环境压力越来越严重,臭氧层变薄甚至出现空洞,使得高能的UV-C到达地面的概率增加。并且一些学者也开始研究可见光是否对皮肤会造成损伤,结果发现经过一定波长和能量下的蓝光照射,会对成纤维细胞的存活率产生影响[7]。人们开始觉得防晒要关注UV-A和UV-B以外波段的防护。目前市面上有一款来自日本的纳米氧化铈原料,是通过一定技术手段将氧化铈纳米化并且分散在水中。其光防护波段覆盖广,可对全紫外波段和有害蓝光波段进行防护。
 
1.改善—相关机制分子的活化与抑制
 
目前主流的皮肤光老化的分子机制认为:当皮肤接受阳光照射时,UV-B将会造成AP-1(转录激活因子-1)和NF-KB(转录因子之一)活化,从而促进MMPs(基质金属蛋白酶)的合成,造成胶原蛋白的降解和弹性蛋白的变性;而UV-A会促进肌肤ROS(活性氧)的生成,导致AP-1(转录激活因子-1)的活化和抑制TGF-β(转化生长因子)的表达。TGF-β(转化生长因子)的表达被抑制,则会造成新生胶原蛋白的减少。
 
一开始光损伤对皮肤表观的影响不大,但由于光损伤具有蓄积性,随着长年的累积最后呈现深度皱纹、松弛等严重表观改变。
 
 
通过以上光老化的分子机制,人们可以主要从以下几个通路去改善皮肤光老化。
 
抑制NF-KB的分子活化—紫苏提取物
 
在细胞内有一种可以促进细胞因子转录的蛋白质—NF-KB。平时NF-KB处于休眠状态,当机体受到外界刺激后会被激活并向细胞核移动,从而激活一些信号因子导致MMPs(基质金属蛋白酶)的产生。
 
日本特科诺宝公司旗下有一款从紫苏提取出来的产品,可以抑制NF-KB的活化,减少一系列炎症因子和MMPs的产生,从而减轻炎症和抑制胶原蛋白降解。
 
中和过量的ROS-维生素C、虾青素等
 
对于皮肤受到光照产生的过多ROS(活性氧),可使用一些具有抗氧化能力的成分来中和ROS,减轻其对皮肤的损伤。例如:虾青素、白藜芦醇、维生素C、茶多酚……等等。
 
抑制MMPs/AP-1、增强TGF-β表达—维生素A类
 
维生素A类成分可以通过结合RAR受体调控皮肤细胞一系列生命活动,抑制AP-1与MMPs的表达,和上调TGF-β的表达,抑制胶原蛋白降解、弹性蛋白变性、促进胶原蛋白合成。诱导真皮纤维结构正常化,修复光损伤,治疗光老化。
 
目前公认改善光老化效果最好的成分是维甲酸,但是由于其副作用较大,必须在医生的指导下使用,属于处方药物。目前在化妆品里,多用维A醇作为抗光老化成分,被奉为经典。而维A醇也需要在皮肤内转化为维甲酸才能发挥功效,亦存在一定刺激性。
 
 
最近有一个维生素A类成分,名称是羟基频哪酮视黄酸酯,简称HPR,是化妆品级全反式维甲酸的酯化产品。无需任何转化即能与皮肤中的视黄酸受体RAR直接结合,产生作用。并且其刺激性远低于传统VA醇。是新一代超越经典的VA成分。根据厂家的临床测试数据显示,50位接受测试的女性,使用0.2%羟基频哪酮视黄酸酯两周后,80%的受试者明显感受到皱纹、细纹、色斑的改善。100%的受试者感受到干燥、粗糙明显减少、皮肤柔软、光滑、紧致、有光泽,并且50名受试者无一例副反应出现。  
 
小结
 
以上即是笔者对皮肤老化相关问题的一些看法和理解。从自然老化和光老化两方面展开,对自然老化和光老化产生的主要皮肤问题的原因以及主流应对思路进行探讨。作为一个末学后进者,不敢说文章可以涵盖所有关于皮肤衰老的内容,但愿能抛砖引玉,如能使大家获益一二,则心满意足。大家如对文中提及原料感兴趣,可咨询广州中然生物科技有限公司或上海鹍飏实业有限公司。
 

 

参考文献

1. Hara M, Kikuchi K, Watanabe M, Denda M, Koyama J, Nomura J, et al. Senile xerosis: functional, morphological, and biochemical studies. J Geriatr Dermatol. 1993;1(3):111–20.

2. Suter-Widmer J, Elsner P. Age and irritation. In: Agner T, Maibah H, editors. The irritant contact dermatitis syndrome. Boca Raton: CRC Press; 1996. p. 257–65.

3.Sans M, Moragas A. Mathematical morphologic analysis of the aortic medial structure. Biomechanical implications. Anal Quant Cytol Histol. 1993;15(2):93–100.

4.Oriba HA, Bucks DA, Maibach HI. Percutaneous absorption of hydrocortisone and testosterone on the vulva and forearm: effect of the menopause and site. Br J Dermatol. 1996;134(2):229–33.

5. 通过分子生物学、组织学及临床检测手段对比研究 视黄醇和视黄酸作用在人体皮肤上的功效。 Rong Kong Yilei Cui Gary J.Fisher 王小娟 陈银杯 Louise M. Schneider Gopa Majmudar 廖峰

6. WallerJM,Maibach HI.Age andskin structurea ndfunction,aquantitativeapproach(I): blood?ow, pH, thickness, and ultrasound echogenicity. Skin Res Technol. 2005;11(4):221–35.

7.Effects of blue light irradiation on human dermal fibroblasts.doi:10.1016/j.jphotobiol.2011.02.018.

 

 

作者:宋清书

单位:广州中然生物科技有限公司

上海鹍飏实业有限公司

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