护肤小知识

初美优品:精准保湿产品的设计思路(上)

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朵嘉浓

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保湿,作为化妆品永恒的主题,是化妆品最基本的作用,但是作为化妆品配方师真的对保湿的机理、影响因素、解决方法等问题了熟于胸吗? 是否都熟知如何精准的设计一款保湿产品?我觉得未必,本文针对以上问题发表个人的一些见解,希望可以帮助配方师们对保湿有比较系统的了解。

01、皮肤的结构
要了解保湿的相关问题,需先简单了解一下皮肤的结构。

成人全身皮肤占总面积约为1.2—2.0平方米,占体重16%左右。人体皮肤由外到内分为表皮、真皮、皮下组织。表皮由外胚层分化的角化复层鳞状上皮组成;真皮位于表皮下,通过基底膜与表皮相连;皮下组织位于真皮层下,有脂肪组织和疏松结缔组织组成。

典型的表皮层分为四层,有深层至表皮分别为生发层(又可分为基底层和棘细胞层)、颗粒层、透明层和角质层。其中,生发层是表皮中细胞分裂增殖能力最强的一层,分裂的新细胞逐渐向上迁移,形成表皮其他各层。经过28天的迁移过程,新生的角质形成细胞经过几种形态和生理的变化逐渐移行至表面,成为角化细胞。角质层角化细胞不断地脱落,与生发层细胞的增值保持平衡,使表皮保持相对固定的厚度。角质层在皮肤的防御和保护功能中,作用最大。

既然角质层具有非常重要的作用,就先来谈谈角质层,它含有角蛋白和角桥粒。

角质层的细胞内含有角蛋白,它有助于减少水分蒸发,甚至能吸收水分,是皮肤保持湿润;由于角蛋白的吸水作用,不少动物(包括人类在内)的皮肤在浸泡水中一段时间后会出现起皱的现象;此外,角蛋白保护皮肤屏障远离机械和渗透压力。

角桥粒是角质层中相邻角质形成细胞之间的粘附桥梁,它是大分子复合体,由几种糖蛋白组成。

角质层中角化细胞与脂质被形象的比喻成“砖与灰浆”的结构(P.M.Elias),细胞之间的脂质把角化细胞紧密结合起来,形成防止皮肤水分散失的屏障(保湿功能),同时也保护皮肤不受外界有害物质的伤害(保护功能)。

表皮层的对于保湿来讲,无疑是非常重要的。但是真皮层中也存在很多的保湿成分,对于皮肤含水量的保持有着举足轻重的作用。
真皮层是源自中胚层的不规则致密结缔组织,含有成纤维细胞、巨噬细胞和脂肪细胞三种细胞,以及胶原蛋白(8种)、弹性蛋白(占含量的2—4%)、细胞外基质(如粘蛋白、粘多糖、蛋白聚糖等)三种基质成分。真皮层表面毗邻表皮层的称为乳头状区域,深层较厚的区域称为网状层。

02、保湿的关键点

不同的皮肤层,其保湿的关键点不同。

先通过两张图片了解一下湿润的皮肤和干燥皮肤的差别:

皮肤

关键点一

由上图可见,角质层结构的变化,皮肤屏障受损,皮肤水分散失增加,导致皮肤干燥现象的产生。
从微观的结构观察,角质层细胞间脂质是典型的双分子层结构(下图),在脂质双分子层之间,有一组水溶性成分,主要由氨基酸、PCA、乳酸盐、尿素无机盐离子等组成,占细胞与脂质干重的10%,结合一定的水分,在角质层保湿功能中起着非常重要的地位,被称为天然保湿因子(NMF)。细胞间脂质与NMF一起,保持皮肤一定的水分,并共同完成皮肤的保湿,这些构成了皮肤保湿的根本,同时也是皮肤保护的根本。

关键点二

丝聚蛋白原和丝聚蛋白都是维持最佳皮肤屏障的多功能蛋白质,大分子(>400kDa)、不溶的多聚蛋白质丝聚蛋白原在角质层中会脱磷和降解生成单体丝聚蛋白,然后经进一步的蛋白质分解释放出其氨基酸成分。丝聚蛋白原、丝聚蛋白以及氨基酸各自都能对表皮结构和屏障功能(下图)起到不同的作用。

丝聚蛋白原构成了表皮颗粒层中可见的透明角质颗粒的主要成分。因此,丝聚蛋白原、丝聚蛋白的含量,对于调控皮肤的含水量也具有一定的功效。

关键点三

pH值是机体生物学活动在表皮的表达,直接影响角质形成细胞甚至真皮层的生物学功能。pH值是由角质层中水溶性物质、皮肤排出的汗液、皮肤表面的水脂乳化物、皮肤排出的二氧化碳等物质形成。

不同的肤质,pH值也有所差异,中性肌肤约为4.5—6.5,干性肌肤约>6.5,油性肌肤约<4.5。当pH值适宜时,角质层脂质水解酶才能活化,板层小体形成,才能构建坚实致密的皮肤屏障,从而减少水分散失,保持皮肤含水量。
此外,pH值对维持微生态和酶的活性很重要,微生态和酶对filaggrin正常降解成NMF,以及维护屏障的健康至关重要。

关键点四

真皮层中含有多种粘多糖和蛋白聚糖,多糖的含量,也有助于调控皮肤的含水量。

举例一:透明质酸HA是一种由几千个单糖组成的大分子物质,有非常强的锁住水分的能力,它像海绵一样,储藏皮肤的水分,又如胶态凝胶,可以防止胶原蛋白纤维出现交联,从而达到皮肤的水平衡。

举例二:蛋白多聚糖,多羟基的结构有效保持皮肤水分,它可与皮肤的细胞和基底膜相连,其存在的方向与皮肤中胶原蛋白和纤维蛋白纤维的方向一致,并且保持和释放细胞传递源:如纤维细胞生长因子,从而有效的保持皮肤的完整性,维持充足的含水量,可称之为皮肤生物调整器。

关键点五

皮肤保湿性能的优劣,其影响因素较多,如角质层的厚度、角质层的柔软程度、年龄、皮肤状态等,保湿产品使用是否得当,也有不同的影响因素,主要取决于皮肤对于产品的有效吸收,因此,产品的基质不同、亲油性、亲水性的差别、分子量的大小、成膜性等均会对皮肤的保湿状态有所影响。

关键点六

水通道蛋白是近年来比较关注的一种保湿方式。

在哺乳动物的细胞膜上共有13种水通道蛋白AQPs,其中:型号(AQP1,2,4,5,8)只转运水分;型号(AQP3,7,9,10)负责转运水分和不带电荷的分子(如甘油等);型号(AQP0,6,11,12)暂时还未知。其中在化妆品领域,AQP3研究较多,主要发现于基底层的细胞膜,对于皮肤中运输水分和一些具有吸水成分的原料具有较重要的作用。

作者:德之馨(上海)有限公司 陆婕 白姗 梅鹤祥

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