美白剂的作用机制

  美白剂的作用机制_医药卫生_专业资料。美白剂的作用机制 一、皮肤颜色的生物学基础 二、黑色素的调控机制 三、美白剂的作用机制 皮肤颜色的生物学基础 1、黑素小体 (Melano

  美白剂的作用机制 一、皮肤颜色的生物学基础 二、黑色素的调控机制 三、美白剂的作用机制 皮肤颜色的生物学基础 1、黑素小体 (Melanosome) 黑素小体是皮肤、眼、内耳、脑膜等处色素 细胞特有的、溶酶体样的膜性细胞器,是合成和储 存黑色素的亚细胞结构。 用电子显微镜可以在妊娠第四个月就辨认出含有 黑素的黑素小体。 皮肤颜色的生物学基础 ? 皮肤颜色的深浅受多种因素调控,主要取决于黑色素 的含量及分布。 ? 黑色素的数量与性别和人种无关,随年龄增长而递减; 日照程度的差异导致在人体不同部位有显著区别。 皮肤颜色的生物学基础 黑色素基底层黑素细胞粗面内质网合成, 并运至高尔基体包装成膜状结构,成为黑素小 体;经黑素细胞胞体上树突移至角质形成细胞 后,从皮肤角质层排泄。 黑素转运过程中的重要事件 .黑素小体从核周到胞膜内侧 树突的形成和延展 .黑素小体的释放 黑素细胞 皮肤颜色的生物学基础 ? Fitzpatrick将参与黑色素合成、排泄的这种周 期性代谢的一个黑素细胞和其周围的36个角质形 成细胞称为表皮黑素单位。 ? 黑色素除可使皮肤呈现一定颜色外,还能发挥防 晒、抗衰老及防癌等作用。 黑素细胞(melanocyte) 表皮黑素单元:黑素 细胞与其邻近一定数 量(10-36个)的角 质形成细胞紧密配合 形成,向它们输送黑 素颗粒。 表皮黑素单元 皮肤颜色的生物学基础 转运模式: 注入 (角质细胞吞噬黑素细胞树突末端) 胞吐 (裸露的黑素小体) 融合 (隧道) 膜泡 (黑素小体有胞浆、细胞膜包裹) 角质细胞摄取黑素小体 一、皮肤颜色的生物学基础 二、黑色素的调控机制 三、美白剂的作用机制 黑色素的调控机制 1. 黑色素合成酶的调节 黑色素合成途径为:酪氨酸氧化为多巴醌, 继续氧化脱羧 形成二羟吲哚后转变为黑色素,即优黑色素或真黑色素, 它是皮肤色素的主要组成成分。 另有一旁支,即类巴醌经谷胱甘肽或半胱氨酸催化生成褐 黑素或称脱黑素,但其相关报道较少。 2、黑素代谢及影响因素-2 黑 素 细 胞 内 黑 素 合 成 过 程 合成黑素小体后,通过黑素细胞树突运输到角质形成细胞 黑色素的调控机制 ? 黑色素合成主要有三种酶 酪氨酸酶 多巴色素互变酶(TRP2) 二羟基吲哚羧酸(DHICA)氧化酶(TRP1) ? 酪氨酸酶属氧化还原酶,是黑色素合成的主要限速酶, 其活性大小决定黑色素形成的数量 黑色素的调控机制 ? 多巴色素互变酶又称酪氨酸酶相关蛋白-2(TRP2),主 要是在黑素细胞内的多巴色素自发脱羧、重排生成5, 6-二羟基吲哚(DHI)的同时,使另一部分多巴色素也发 生重排,而生成5,6-二羟基吲哚-2-羧酸(DHICA)。故 该酶主要调节DHICA的生成速率,从而影响生成的黑色 素分子的大小、结构和种类。 黑色素的调控机制 ? DHICA氧化酶(TRP-1)是与酪氨酸酶同源的糖蛋白, 它除了参与黑色素代谢,还影响黑素细胞生长和死 亡 ? 形成的黑色素,由黑素细胞树枝突输送到表皮角质 细胞内,在此被逐渐降解,最后随表皮角质细胞排 出体外。黑素的合成和降解是由黑素细胞和角质细 胞共同完成的 黑色素的调控机制 2. 黑素细胞的调节 ? Giuseppe Prota等认为黑色素的形成是黑素细胞胞内和胞外作用 的共同结果 在黑素细胞周围存在一个由细胞因子、胞外基质等多种因素构成 的复杂微环境 ? ? 紫外照射在内的多种外界刺激,通过黑素细胞表面的受体将信号传 导进入细胞,通过胞内的信号通路将信号级联放大。从而对黑色素 的代谢活动进行多层次的调节。 1、胞外信号信号转导通路 (1)细胞因子 (2)激素 (3)胞外基质 (4) 紫外线、胞内信号转导通路 (1)多种细胞生长因子——二酯酰甘油-蛋白激酶C (DAG-PKC) (2)中波紫外线(UVB)照射所引起的黑色素生成与一氧化氮/环磷 酸鸟苷 /蛋白激酶G(NO/cGMP/PKG)途径密切相关。 (3)诸多丝裂原肽都能够激活受体型酪氨酸激酶 (4)蛋白激酶A激动剂和腺苷酸环化酶激动剂 黑色素的调控机制 调节黑素细胞的胞外信号以及胞内的信号转导途径 ? 胞外信号 (1)细胞因子 能促进黑素细胞生长、存活的因子有:碱性成纤维细胞生长因子 (bFGF)、内皮素( ET-1)、神经细胞生长因子(NGF)等;而抑制黑 素细胞增殖, 使酪氨酸酶活性降低的有:白细胞介素-lα(ILlα)、IL-6、肿瘤坏死因子(TNF)、干扰素(IFN)等。 此外,这些细胞因子还可通过对胞外基质作用,来改变黑素细胞 的活性或位臵,并且在刺激后其自身又会产生新的细胞因子来调 节该变化。 黑色素的调控机制 (2)激素 促黑素细胞激素(MSH)、促肾上腺皮质激素(ACTH) 和雌激素均起到调节作用。其中前两者可刺激黑素 细胞增殖并使其树突增多,提高酪氨酸酶活性;而雌 激素则通过与黑素细胞浆及核内的受体提高酪氨酸 酶活性, 使黑色素合成增加。 黑色素的调控机制 (3)胞外基质 细胞外基质不仅能影响黑素细胞的形态和数目, 而 且也能显著影响黑素细胞的运动以及酪氨酸酶活性。 如纤维联结蛋白促进黑素细胞表皮向真皮浅层移动聚 集;细胞黏附分子中的整合素参与黑素细胞的扩展移行 与胞外基质的粘着并诱导细胞骨架的拆装,参与伤愈后 皮肤色素恢复 黑色素的调控机制 (4) 紫外线(UV) 紫外线是人体难以避免的一个外界刺激因素。大 量研究表明,紫外辐射可导致黑素细胞增殖,酪氨 酸酶活性增加,并促使黑色素生成 黑色素的调控机制 ? 胞内信号转导通路 (DAG-PKC)信号通路磷酸化酪氨酸酶或改变酪氨酸 酶和DHICA氧化酶在细胞内的表达来影响黑色素生 成。与DAG结构相似的佛波酯类化合物(TPA),亦可 取代DAG对PKC的活化作用 (1)多种细胞生长因子可通过二酯酰甘油-蛋白激酶C 黑色素的调控机制 (2)中波紫外线(UVB)照射所引起的黑色素生成与一 氧化氮/环磷酸鸟苷/蛋白激酶G(NO/cGMP/PKG)途 径密切相关。NO能活化鸟苷酸环化酶,从而升高胞 内cGMP水平,促使PKG活化。活化后的PKG又通过磷 酸化作用来激活酪氨酸酶,使黑色素合成量增大 黑色素的调控机制 (3)诸多丝裂原肽都能够激活受体型酪氨酸激酶,并 促使体外人黑素细胞的增殖。但单一的细胞因子 无法激活黑素细胞增殖,只有多种细胞因子协同作 用,才能通过有丝分裂原蛋白激酶(MAPK)级联放大 通路,使G1期的黑素细胞进入S期,促进其增生 黑色素的调控机制 (4)蛋白激酶A激动剂和腺苷酸环化酶激动剂(毛喉素) 能够通过环磷酸腺苷/蛋白激酶A(cAMP/PKA) 信号 传导途径增加细胞内cAMP的水平,致使黑素细胞分 裂和黑色素增多 黑色素的调控机制 3.黑色素的排泄途径 ? 从肾内排泄,色素在皮肤内被分解、吸收后经血液循 环系统排出体外 ? 经皮肤排出,即如前文所述黑色素被转移到角质形成 细胞中,随表皮生长移行至角质层,并最终随老化的 角质细胞脱落而排出体外 一、皮肤颜色的生物学基础 二、黑色素的调控机制 三、美白剂的作用机制 美白剂的作用机制 ? 抑制黑色素形成 1.抑制酪氨酸酶活性 酪氨酸酶的破坏型抑制剂 (即破坏酪氨酸酶的活性部位) 酪氨酸酶竞争性抑制剂 酪氨酸酶的表达抑制剂 2.抑制多巴色素异构酶活性 3.氧化反应抑制剂 美白剂的作用机制 ? 抑制黑色素颗粒转移至角质细胞 ? 皮肤脱落剂 ? 阻断黑素生成过程中的信号转导通路 1.内皮素拮抗剂 2.抑制α-促黑素(α-MSH)肾上腺皮质激素(ACTH)与黑素细胞 黑素皮质素受体1(MC1R)结合 抗促黑素细胞激素类制剂(Anti-MSH) MC1R的拮抗剂 ? 减少外源性因素如紫外线等对黑色素形成生理过程的负面影响 美白剂的作用机制 1.抑制黑色素形成 1)抑制酪氨酸酶活性 酪氨酸酶的破坏型抑制剂(即破坏酪氨酸酶的活性部位) 直接对酪氨酸酶进行修饰、改性 酪氨酸酶失活 目前仅限于对Cu2+等酪氨酸酶活性部位的破坏。 目前已知Cu2+络合剂有:曲酸及其衍生物如曲酸 二棕榈酸酯等。 美白剂的作用机制 酪氨酸酶竞争性抑制剂 酪氨酸类似物与酪氨酸竞争酪氨酸酶,抑制黑素生成 此类抑制剂有氢醌及其衍生物如熊果苷、苯酚醚等 氢醌被禁用,化妆品中多是熊果苷 酪氨酸酶的表达抑制剂 从基因水平,抑制酪氨酸蛋白酶的生物合成 代表性的是美白剂Arlatone DCA 美白剂的作用机制 美白剂的作用机制 2)抑制多巴色素异构酶活性 多巴色素异构酶(TRP-2),主要调节DHICA的生成速率, 从而影响所生成的黑色素分子的大小、结构和种类。 目前有关多巴色素异构酶抑制剂的研究较少,已知的相关 抑制剂有:曲酸及其衍生物、甘草素等黄酮化合物。 美白剂的作用机制 3)氧化反应抑制剂 减少黑素细胞中ROS水平可能阻止黑素合成的活化 还原黑素形成过程各中间体,或与之结合以阻断黑素形成 阻断二羟基吲哚(DHI)聚合为黑色素 应用最广的是L-抗坏血酸(左旋维C)及其衍生物 美白剂的作用机制 2.抑制黑色素颗粒转移至角质细胞 常用的美白活性成分有烟酰胺 作用机理为: 1)通过抑制黑色素颗粒的形成 2)有效抑制黑色素向角质细胞传递 3)加速皮肤细胞的更新速度促进含黑素的细胞脱落 有研究证实,经UVA照射后,不同时间给予烟酰胺后,随着烟酰 胺作用浓度的变化,黑素细胞中黑素小体的分布呈明显的改变。 美白剂的作用机制 3.皮肤脱落剂 加速角质细胞中黑色素向角质层转移及角质层脱落 目前常用的皮肤脱落剂有果酸和烟酰胺 4.阻断黑素生成过程中的信号转导通路 1)内皮素拮抗剂 竞争性地抑制内皮素与黑素细胞膜受体结合,从而达到 抑制紫外辐射引起的黑素细胞增殖和黑色素生成的目的。 美白剂的作用机制 2)抑制α-促黑素(α-MSH)肾上腺皮质激素(ACTH)与黑素细胞 黑素皮质素受体1(MC1R)结合 美白剂的作用机制 抗促黑素细胞激素类制剂(Anti-MSH) α-MSH与ACTH的结构类似物,与α-MSH和ACTH竞争MC1R 结合位点。从而显著减少黑素合成 MC1R的拮抗剂 agouti蛋白是MC1R的拮抗剂,能与α-MSH及ACTH竞争性 地结合MC1R,并且阻止激活cAMP抑制TYR的活性,还可以 降低TYR的蛋白水平。 美白剂的作用机制 5. 减少外源性因素如紫外线等对黑素形成生理过程的负面 影响 紫外线吸收剂,可以通过物理或化学手段,减小紫外线对皮 肤的损伤,降低其对黑色素生成的诱导作用,抑制黑色素的形成, 从而达到美白的效果。 目前,化妆品市场上的紫外吸收剂主要有: 二苯甲酮类、对氨基苯甲酸酯类、肉桂酸酯类等。

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