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提起“油”,在我们脑海里浮现的是什么?肥而不腻,美味可口?其实,在人类历史中,油作为烹饪佐料并大量使用的历史并不长,成熟的植物油脱臭脱色技术也还不到一百年,至今仍有非洲土著还在用非常原始的方法榨棕榈油……因此“油”在人们的认知里天生带着高贵,“以油养肤”则刚好契合了人们本能的喜爱,作为护肤品配方中的重要成分,油脂也受到越来越多的关注。
但,我们真的用对油了吗?精炼动植物油的主要成分是甘三酯,甘三酯被摄入或者皮肤吸收后,会在体内分解成甘油和脂肪酸,今天我们就从脂肪酸的角度来分析“油”对皮肤的作用。
图1. 脂肪酸在生物体内的合成途径
在脂肪酸的合成途径里(如图1所示),亚油酸、亚麻酸是必需脂肪酸,我们就从这里说起。
硬脂酸的熔点很高(70℃左右,常温固体),而油酸(13-14℃)、亚油酸(-5℃)、亚麻酸(-12℃)在常温下都是液体,随着双键数量的增加,熔点降低,二十二碳六烯酸(DHA)含有6个双键,熔点低到-45℃。主要原因是不饱和键使直链的构型变成空间的团型结构,分子与分子之间不容易缴到一起,作用力更小,所以熔点更低。如图2、图3所示。文中讨论的脂肪酸都是顺式结构,对人体有害的反式脂肪酸不在讨论范围内。
图2. 硬脂酸(上)、油酸(左下)、亚油酸(中下)、α-亚麻酸(右下)的构型
图3. 二十二碳六烯酸(DHA)的构型
一、必需脂肪酸-亚油酸
鲍峰博士在公众号成分控「上帝的砖块」系列文章里,详细讲述了必需脂肪酸亚油酸的发现和作用机理,我们援引原理的一部分来了解亚油酸。
在我们普遍接受的角质层砖墙结构模型里,砖块是角质细胞,灰浆是生理脂质,正常情况下,角质细胞一直在更新,这也是皮肤可以从粗糙变得细腻,从黝黑也能变白的基础。但当灰浆受损,角质细胞异常脱落,皮肤屏障受损,皮肤更容易敏感。那灰浆是如何把角质细胞连接起来的呢?为什么需要亚油酸的参与?
图4. 角质层示意图,橙色是生理脂质,紫色是角化细胞包
膜(蛋白质),灰色是角化细胞脂质包膜。就是它,把「砖
块」和「水泥」紧紧地黏合在一起。
如图5所示,在砖墙结构里,最重要的零件,叫做酯化ω-羟酰基-鞘氨醇(Esterified ω-hydroxyacyl-Sphingosine, EOS,就是神经酰胺),这个零件,必须与必需脂肪酸亚油酸结合,进一步形成一个非常长的分子。这个长链分子,有一端是固定的,另一端则相对灵活。这种“一定范围内可以活动”的特性,让生理脂质不至于从角化细胞上脱落下去,又保证了一定的流动性。在酶的作用下,亚油酸形成的尾巴,被切下来。剩余的结构,以共价键的方式(酯交换反应),与角化细胞的蛋白质包膜,紧紧结合在一起,从而完成了「砖墙结构」的最后固定。
图5. 神经酰胺与蛋白质包膜结合示意图:外表皮中的神经酰胺EOS被亚油酸 (C18:2) 酯化,并且在分化早期在鞘
氨醇 (Glc-EOS) 的 C-1 处被糖基化。糖苷键和酯键水解后,所得ω-羟酰基鞘氨醇(OS)与细胞包膜(CE)交联
蛋白中的谷氨酰胺在转谷氨酰胺酶 (TGase) 催化下酯化。所得谷氨酸酯键将单分子脂质涂层的角质细胞脂质包膜
(CLE)键合到细胞包膜(CE)的外表面。ω-羟基极长链脂肪酸(OAcid,显示在右侧)也是角质细胞脂质包膜
(CLE)的酯连接组分。图5. 神经酰胺与蛋白质包膜结合示意图:外表皮中的神经酰胺EOS被亚油酸 (C18:2) 酯
化,并且在分化早期在鞘氨醇 (Glc-EOS) 的 C-1 处被糖基化。糖苷键和酯键水解后,所得ω-羟酰基鞘氨醇(OS)
与细胞包膜(CE)交联蛋白中的谷氨酰胺在转谷氨酰胺酶(TGase) 催化下酯化。所得谷氨酸酯键将单分子脂质涂层
的角质细胞脂质包膜(CLE)键合到细胞包膜(CE)的外表面。ω-羟基极长链脂肪酸(OAcid,显示在右侧)也是
角质细胞脂质包膜(CLE)的酯连接组分。
综上所述,亚油酸对皮肤的作用极为关键,当人体缺乏亚油酸时,皮肤屏障受损,失水严重甚至会威胁生命。
不过亚油酸属于n-6脂肪酸,其代谢产生花生四烯酸(AA),后者在环加氧酶作用下转化为前列烷类,在脂氧化酶作用下转化为白三烯、血小板活化因子(PFA),前列腺素、白三烯及PAF作为炎症介质,与病理状态如肿瘤生长、免疫抑制、休克、感染有密切关系。
二、必需脂肪酸-亚麻酸
现在倡导用植物油代替动物油,植物油中大多含有丰富的亚油酸,但另一个必需脂肪酸——α-亚麻酸却很少得到关注。
α-亚麻酸属于n-3脂肪酸,存在于植物叶绿体膜中,由亚油酸合成,目前α-亚麻酸是陆生植物中发现的最高不饱和度的脂肪酸,存在于叶和某些种子中,动物只能通过外界补充。
α-亚麻酸可以结合在细胞膜的磷脂成分中,与花生四烯酸竞争,作为环氧化酶和脂氧化酶代谢途径的底物,抑制细胞对花生四烯酸的摄取、使PGE2、PGI2及TXA2生成减少,PEl3、TXA3增加,减少细胞因子(TNF、LL-1)分泌,从而减轻机体的炎症应答反应。
Ando H等人在一篇文章中,用紫外线照射豚鼠背部,造成色素沉着,然后用亚油酸和α-亚麻酸局部涂抹在该部位,能观察到明显的美白效果。而且他们分析了该部位的黑色素细胞数量与对照组相似,表明色素减轻的效果不是由于黑色素细胞的消耗。在体外培养的小鼠黑色素瘤细胞实验表明,α-亚麻酸最有效地抑制黑色素的生成,其次是亚油酸,然后是油酸(见图6)。此外,亚油酸和α-亚麻酸加速了角质层的更新,角质层在去除表皮黑色素方面起着重要作用。最后作者认为,亚油酸和α-亚麻酸可以抑制黑色素的生成,并增强黑色素从表皮的脱落来达到美白的效果。
图 6 . 用 O A ( 油 酸25μM)、LA(亚油酸25μM)或α-LNA(α-亚麻酸25μM)处
理72小时后,B16黑色素瘤细胞的生长速率(a)、黑色素含量(b)和酪氨酸酶
活性(c)。数据以对照百分比表示,是三次测定的平均值±标准偏差。采用t检验对
数据进行统计分析。(**与对照组相比,P<0.01)
目前关于亚麻酸对皮肤作用的研究并不是很多,现在一般认为α-亚麻酸的功能主要是作为n-3多不饱和脂肪酸(DHA、EPA等)的前体(15%),作为β-氧化和大脑和其他组织中碳循环的首选底物(60%),以及储存在皮肤和毛皮中(亚麻酸能光亮动物毛发,亚麻籽等富含亚麻酸的原料是宠物食品中的常用添加剂)。
虽然α-亚麻酸直接作用于皮肤的研究比较少,但是却有众多关于DHA(二十二碳六烯酸)和EPA(二十碳五烯酸)对皮肤作用的文章。
Eric R. Brown研究了DHA和EPA对成纤维细胞的作用差异,富含DHA的细胞膜流动性显著增加。日本的学者发现,人类的唇部红色区域DHA要显著多余其他皮肤,可能是DHA具有优秀的抗氧化作用,保护唇部不老化。
金贤浩的研究中,局部应用EPA可减少紫外线诱导的表皮增厚,并抑制紫外线诱导的胶原减少,通过增加老年人皮肤中转化生长因子的表达,增加胶原蛋白和弹性纤维(原弹性蛋白和原纤维蛋白-1)的表达[8]。Yum H W将DHA局部应用于小鼠皮肤,可以增强细胞对UVB诱导的皮肤炎症和光致癌的防御能力[9]。Mostafizur Rahman研究了这个分子机制,二十二碳六烯酸可以通过阻断MSK1信号抑制UVB诱导皮肤NF-kB活化和COX-2和NOX-4表达。
在体内,DHA和EPA由α-亚麻酸转化,但随着年龄增长,转化率会降低,老年人可以适当的补充DHA。DHA在人体中含量最高的部位是脑和眼睛,主要作用是辅助大脑发育、调节血脂之类的[10],在此不展开。
过氧化物酶体增殖激活受体(PPAR)激动剂这段时间挺火,PPAR有几种亚型,其中PPAR-γ在炎症细胞中表达,参与调节炎症介质的产生。而n-3脂肪酸是PPAR的配体,可诱导和激活PPAR,上调许多靶基因,目前的研究已经证实n-3脂肪酸具有抗炎作用。
n-6酸的过多摄入,可能会导致各种炎症,而n-3脂肪酸可以明显减少炎症反应以及机体对疼痛的感知,这也是现在很多科学家呼吁关注n-3脂肪酸的原因。
牡丹籽油含有40%以上的亚麻酸(n-3脂肪酸),不论食用还是外用,都有很高的价值。合壹商埠通过第三方检测,实际验证了文献中提到的牡丹籽油提高SOD的活力,清除自由基,抑制炎症,促进角质形成细胞迁移,加速伤口愈合的功效。
三、非必需脂肪酸
除了亚油酸和亚麻酸,其它人体可以自身合成的脂肪酸都是非必需脂肪酸,在此简单介绍一下棕榈酸、硬脂酸等饱和酸和油酸、棕榈一烯酸等单不饱和酸。
人体皮脂的脂肪酸非常多样,链长从C6-C22不等,包括奇数和偶数、支链和直链 ,饱和与不饱和,不同个体的脂肪酸组成也有比较明显的区别。
人体皮脂中含有一种特殊的脂肪酸——棕榈一烯酸(棕榈油酸 C16:1 n7),含量大约25%,棕榈一烯酸与皮肤老化有很深的关系,年轻人皮肤中含有较多的棕榈一烯酸,30岁之后随着年龄的增长而逐渐减少。目前常用油脂中含有较多棕榈-烯酸的是澳洲坚果油,澳洲坚果油与皮脂的成分比较接近,所以触感柔和,易被皮肤吸收。
我们知道角质层具有很好的防水作用,可能是角质细胞间脂质含有大量的饱和脂肪酸,能够限制角质层的流动。硬脂酸能够提供非常坚固的保护作用,在皮肤屏障受损时,我们一般推荐采用神经酰胺+胆固醇+长链脂肪酸来修复皮肤屏障,硬脂酸是我们常用的脂肪酸,以三硬脂精,各种固态植物油、氢化植物油的形式体现。
最后还有一个非常普遍的脂肪酸——油酸,油酸是动植物油中含量十分丰富的脂肪酸,以橄榄油、山茶油为代表,油酸含量超过70%。油酸对机体的作用还存在很多争议。当机体缺乏n-6脂肪酸(亚油酸)时,会由n-9脂肪酸(油酸)来代替,但却无法表达任何作用。虽然很多证据证明橄榄油、山茶油具有降低胆固醇、调节血脂、美化肌肤的作用,但不能证实是油酸的作用,当然也未发现油酸会对机体产生不良的影响,所以目前一般认为油酸对机体的影响是中性的。富含油酸的植物油大多价格比较便宜易得,而且氧化稳定性好,非常适合作为打底的基础油。
脂肪酸也是构成人体微生物屏障非常重要的成分,据研究报道,皮肤表面许多脂质都具有抗菌作用,如游离脂肪酸中的棕榈酸、月桂酸和油酸等会提高皮脂腺中抗菌肽的释放,从而达到抗菌效果,阻止外界有害物质进入机体。
本文主要简单介绍了一些脂肪酸在皮肤上的作用,并未有展开。目前大多数供应商并不会提供油脂的脂肪酸组成,单依靠产品的概念,实验室功效数据以及工程师的感知来判断油脂的好坏,随着大家对这个行业认知越来越高,大多数油脂本身也是食用油,对产品的标准将会越来越高,各种指标的完善将更有助于我们选择合适的油脂。
作者:合壹商埠 黄成
来源:荣格-《国际个人护理品生产商情》
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