植物精华对皮肤美白作用的研究进展

崔文颖 杨高云 李 妍

(首都医科大学附属北京友谊医院皮肤科，北京100050)

近年随着世界经济的迅速发展，人们生活水平的提高，越来越多的人对皮肤的护理有了更高的追求，东方女性历来崇尚白皙肌肤，欧美人虽不追求美白，但钟情于对各种色斑的祛除。由于合成化学制品存在刺激性、过敏性等安全问题，因此天然有效、不良反应小的植物精华美白祛斑产品拥有了越来越广阔的空间。在化妆品发展最具代表性的法国、美国、德国和日本等国家，中草药因其天然功效且不良反应少而被广泛认同。各大化妆品品牌推出的美白产品很多都来自植物提取物。“崇尚自然，远离污染”的理念被广泛推崇，其安全性、有效性也得到了科学研究的验证。寻找天然、安全、有效的植物美白产品成为目前有市场前景且重要意义的研究方向。

1 植物美白的机制研究

1.1 减少黑色素生成

黑色素的形成机制为，黑色素细胞内的酪氨酸在酪氨酸酶的作用下，受环境中多种因素的影响，氧化成多巴、多巴醌、多巴色素、5、6-二羟吲哚、吲哚-5、6-醌等，最终转化为色素颗粒［1］。在黑色素合成过程中除酪氨酸酶起作用外，还有3种酶对黑色素的合成也起着不容忽视的作用，即多巴色素互变酶(dopachrome tautomerase)、5，6-二羟基吲哚-2-羧酸氧化酶(DHICA oxidase)和过氧化物酶。多巴色素互变酶催化多巴色素向5，6-二羟基吲哚-2-羧酸的转化，DHICA氧化酶催化5，6-二羟基吲哚-2-羧酸向5，6-二酮基吲哚酸转化。美白剂主要是通过抑制限速酶酪氨酸酶活性、阻断另外3种酶活性或者阻断黑色素氧化途径等3方面，减少黑色素的产生［2］。

1.1.1 抑制酪氨酸酶活性

甘草中有效成分甘草黄酮的主要作用为抑制酪氨酸酶的活性、抑制多巴色素互变异构酶的活性及阻碍吲哚-5、6-醌的聚合［3］。因此可有效地抑制黑色素的生成，达到美白作用。同时它作用温和、安全无不良反应。徐宝军等［4］研究发现，桔梗、威灵仙、地榆、柳叶、红景天、土茯苓、木瓜、丹参、白芷、红参、银杏、防风等天然产物具有较高的酪氨酸酶抑制率，因此适合用于美白化妆品的开发利用。Lin Y P等［5］研究发现，一种产自台湾的苹果中含有3-羟脯氨酸与儿茶酚2种有效成分，可有效清除自由基和抑制酪氨酸酶活性，提示可用于美容产品中。Momtaz S等［6］研究发现，植物提取物非洲球状鹰爪花属和南非铁仔(紫金牛科)对酪氨酸酶有较强的抑制性，单独或联合其他植物提取物使用可作为有效的酪氨酸酶抑制剂。

1.1.2 破坏黑素细胞

破坏已经形成的黑素细胞是美白的又一途径。壬二酸(azelaic acid)是一种天然存在于瓶形酵母中的天然二羧酸，可抑制线粒体氧化还原酶活性、酪氨酸酶活性以及脱氧核糖核酸(DNA)的合成，选择性抑制异常活跃黑素细胞的增生作用，阻滞酪氨酸酶的合成，但对功能正常的黑素细胞作用较小［7-8］。

1.1.3 使黑色素还原和脱色

维生素C的美白机制主要是将黑素还原，从而淡化色斑，植物多酚可以使黑色素还原和脱色，因为多酚具有抗氧化作用，可还原黑色素中间体，抑制黑色素的生成［9］。

原花青素可从葡萄籽、松树皮、大黄、山楂等植物中提取，抑制酪氨酸酶的活性，将黑素的邻苯二醌结构还原成酚型结构，使色素褪色［10］。

一是做好导向工作。针对博士后个人科研取向与油田单位科研取向的差异，（各自关注点不同，博士后增加科研经历、获奖／油田技术创新、解决生产难题），做好科研活动的思想认识工作，把好选题立项、成果质量、报告终审关口，项目研究和课题管理导向应用研究和实用技术研究。保证产出高水平、高质量的科研成果，保证成果能应用易转化，确实能解决生产、科研实际中的技术难题。

1.2 角质剥脱剂

果酸(alpha hydroxy acids，AHA)为α-羟基酸，是从多种水果蔬菜中提取的天然有机酸，包括乳酸、苹果酸、甘醇酸、柠檬酸等，浓度高于20%的果酸可使皮肤角质形成细胞连接减弱，含有黑素的角质形成细胞脱落，同时促进真皮层内胶原纤维、黏蛋白的增生，减轻皮肤老化［11-12］。近年来，深受患者青睐的果酸换肤技术，正是利用了这一作用机制。但果酸换肤祛斑仅可以祛除位于皮肤表皮浅层的斑点，对位于皮肤表皮深层或真皮层的色素则没有效果。

1.3 植物防晒剂

全球范围内日光性皮炎、皮肤肿瘤患者的增多，与大气污染和臭氧层的破坏息息相关。安全有效的防晒品不仅可以美白肌肤，而且可以预防上述疾病的发生。植物防晒剂含有的活性成分是天然的紫外线吸收剂，其对紫外线的吸收波长极大值在280nm左右，所以能防止紫外线对皮肤的损伤。常见的植物有当归、薏苡仁、紫草、芦苇、母菊和鼠李等。

天然植物芦荟具有吸收紫外线作用，它的有效成分芦荟苷可强烈吸收范围290～320 nm内紫外线，并有保湿、调理皮肤的功能。研究［13-14］结果表明，芦荟的汁、凝胶和皮，均有一定的防晒作用，防晒效果由强到弱依次为凝胶、汁、皮，因此芦荟是一种较好的天然防晒剂。

黄芩的主要有效成分黄芩苷能强烈吸收230～350 nm的紫外线［15］。3%黄芩苷与3%超细二氧化钛复合在一起，其SPF可达18左右。黄芩苷对黑色素细胞增生率具有较好的抑制作用，并且作用专一，只对黑素细胞有极高的抑制活性。

植物多酚是一种安全、有效的成分。由于其分子中含有的苯环结构，在紫外线区有很强吸收率;对于植物而言，多酚作为植物体内的次生代谢产物，其生理功能除了对微生物、酶和病毒作用外，还可因其紫外吸收特征将日光的强紫外线辐射大部吸收，起到了“紫外线过滤器”作用［9］。

1.4 基因水平上抑制黑色素形成

人类皮肤颜色的深浅与基因密切相关，如果能从基因水平上抑制黑色素的形成将具有重大意义。Lee M H等［16］报道发现中药spatholobus suberectus dunn中的有效成分紫铆黄酮，可以抑制酪氨酸和酪氨酸相关蛋白(styrosine related proteins，TRP1、TRP2)1、2的活性，并且转录编码酪氨酸、TRP1、TRP2的mRNA也受到抑制。

2009年，Kim J H等［17］报道一种提取自黄芪属植物含甲醇的精华毛蕊异黄酮，可抑制蘑菇酪氨酸酶活性，而且在链球菌培养基中有对黑素细胞合成的抑制区域。更重要的是，它可减少细胞色素a的合成，抑制黑素细胞基因的表达，并且未表现出细胞毒性。

1.5 减少黑色素传送到角质细胞

烟酰胺，又名尼克酰胺、维生素B3、维生素PP，白色结晶或结晶性粉末，几乎无色无味，可溶于水、乙醇等，微溶于醚和氯仿。作为B族维生素的一员，其一直以抗衰老的功效为医学、美容界所共知。被广泛地应用于临床防治糙皮病、舌炎、口炎、光感性皮炎和化妆性皮炎的治疗［18-19］。烟酰胺不仅可以减少黑色素传送到角质细胞，还可有效改善皮肤的屏障功能［20］。

2 植物美白剂的主要种类

2.1 曲酸(kojic acid)

曲酸是一种亲水性真菌衍生物，可与铜离子结合抑制黑素细胞酪氨酸酶活性，减少黑素生成。曲酸稳定性较差，刺激性高，容易致敏［21］，在曲酸基础上已开发出不少的衍生物，显示出较好的美白效果。曲酸二棕榈酸盐就是一种常见的改良衍生物，性质稳定，刺激性低［22］。因其安全性可疑，日本禁止曲酸应用于化妆品。在美国，曲酸的使用是属于药品管辖范围。

2.2 植物多酚(plant polyphenols)

植物多酚即植物单宁是指含于植物体内的由没食子酸或其聚合物的葡萄糖及其多元醇、黄烷醇及其衍生物的聚合物以及2者的混合物共同组成的，在化妆品的开发利用中，具有广阔发展前景。大量研究［23］已表明，植物多酚在抗诱变、抗肿瘤、抗病毒、抗微生物、抗衰老等很多方面具有良好的作用。

植物多酚的美白作用是一种综合效应，与其抗氧化消除自由基、吸收紫外光、酶抑制能力、抗氧化消除自由基有关［24］：① 吸收紫外线是多酚的美白途径之一。通过复配可有效地吸收整个区域内的紫外线，减少黑色素的生成。②皮肤黑化，雀斑、褐斑和老年斑都与体内酪氨酸酶和过氧化酶的活性增高密切相关。前者在皮肤组织的黑色素细胞代谢中起催化作用，引起黑色素分泌增加，后者催化脂类过氧化分解MOA过程，加速皮肤老化。植物多酚对酪氨酸酶和过氧化酶的抑制，达到美白作用。含多酚的中草药对酪氨酸酶抑制性较强，如桑白皮、地榆、车前子等。③植物多酚还可以使黑色素还原和脱色，因为多酚具有抗氧化作用可还原黑色素中间体，抑制黑色素的生成。④植物多酚作为氢供体可消除自由基，从丹皮和芍药中提取蓓酸类多酚有良好祛斑作用［9］。

2.3 根皮素(phloretin)

根皮素是一种新型天然美白剂，存在于苹果、梨等水果及多种蔬菜汁液中，在这些植物的根茎或根皮中含量较为集中而得名，能抑制黑素细胞活性，对各种皮肤色斑有淡化作用［25］。王建新等［26］研究发现，与同为天然成分的熊果苷和曲酸比较，根皮素对酪氨酸酶的抑制要好于它们。根皮素与它们复配，可提高抑制率达100%。

2.4 维生素 C及衍生物(vitamin C and derivatives)

维生素C又称抗坏血酸，主要存在于柑橘类水果和绿叶类植物中。维生素C及衍生物不仅可以抑制黑色素的酵素－酪氨酸酶，预防黑色素产生，同时可以通过还原反应将已经存在的黑色素变成颜色较淡的“还原型黑色素”，但因经还原的黑色素仍可能再次氧化，因此必须长期保持足够的浓度才有效［27］。另外，由于黑色素的生成过程是一种氧化过程，维生素C可以通过本身的抗氧化特性，如还原o-苯醌而抑制黑素的生成，并可抑制过氧化酶作用［2］。左旋维C的吸收性较好［28］。

2.5 内皮素拮抗剂(endothelin antagonists)

内皮素-1和内皮素-2是黑色素的形成过程中2种不可缺少的胞外物质，对这2种物质的抑制是美白化妆品领域的又一研究方向。内皮素拮抗剂就是一种对抗内皮素，抑制黑色素细胞生成的物质［29］。内皮素是由血管内皮细胞产生的，一种含21种氨基酸的肽，内皮素作为一种血管收缩物质，在心血管疾病方面有广泛的应用前景［30］。

吴品茹等［31］比较观察了内皮素拮抗剂和甘草黄酮对体外培养的B16鼠黑素瘤细胞时发现，新型内皮素拮抗剂对培养的B16黑素瘤细胞黑素生成没有直接的抑制作用，但能特异性抑制内皮素对黑素细胞分化和酪氨酸酶的激活作用，因此认为内皮素拮抗剂是一种安全的皮肤美白物质，在UVB照射后内皮素增加引起的皮肤色素沉着中，具有广泛的应用前景。

从欧洲草本植物洋甘菊中提取内皮素拮抗剂，经体内及体外实验表明具有以下3方面作用：① 高效性：在洋甘菊提取物这种内皮素拮抗剂的作用下，内皮素不能与黑皮素细胞上的受点联结，因此，不会再有额外的黑色素形成。② 快速祛色素作用：由于酪氨酸酶存在于黑色素细胞的黑色素内，因此酪氨酸酶抑制剂必须通过4层(即角质层、表皮深层、黑色素细胞膜和黑色素膜)障碍才能起到抑制作用，由于内皮素拮抗剂的作用点在黑色素细胞膜之外，因此，它仅需通过2层障碍即可发挥效用，这就是为什么针对紫外线引起的色素沉着的祛除，采用内皮拮抗素要比酪氨酸酶抑制剂快4倍的原因。③均匀黑色素分布：由于紫外线照射引起细胞外黑色素的生成，导致皮肤色斑及不均匀色素分布，而使用内皮素拮抗剂后，这一状况会得到根本改善。

2.6 植物类黄酮(plant flavonoids)

黄酮类化合物广泛存在于植物界，具有清除皮肤中自由基、促进皮肤新陈代谢、减少色素沉着、润泽肌肤等作用。甘草黄酮对体外培养的黑素细胞的毒性较低，是一种理想的、安全有效的美白药物［3］。Francesco B等［32］报道植物类黄酮可以经局部透皮吸收的方式作用于皮肤，对光损伤导致的皮肤损害有较好的效果。UV照射导致的过氧化作用于皮肤磷酸卵磷脂囊泡，而类黄酮可以保护磷酸卵磷脂脂质体所受的光损害引起的过氧化作用。实验表明活性依次为槲皮(黄)素、橙皮素、柚皮素。

Shimoi K等［33］的实验证明不仅在体外实验，在对小鼠的体内实验中，植物类黄酮也表现出抗氧化和光防护作用，可能是通过清除羟基等自由基来实。

3 植物美白的新趋势

3.1 纳米技术

纳米技术指研究由颗粒直径为0.1～100 nm之间物质组成体系的运动规律和相互作用，以及实际中科学的技术。纳米化妆品由活性成分与载体系统构成，载体系统如纳米颗粒悬浮液、纳米乳液、聚合物纳米粒、磁性纳米粒、纳米脂质运载系统等;纳米脂质运载系统包括纳米脂质体、固体脂质纳米粒(solid lipid nanoparticles，SLN)和纳米结构脂质载体(nanostructured lipid carriers，NLC)。SLN和NLC是最富潜力的载体。

维生素C具有较好的美白和抗氧化效果，但其水溶液不稳定且不易被皮肤吸收。Uner M等［34-35］制备维生素C棕榈酸酯的SLN和NLC，以NE为对照，并将其制入水凝胶中，在试验中SLN和NLC均使皮肤的水分得到显著提高;离体人皮透过试验表明，SLN和NLC持续渗透维生素C棕榈酸酯，较对照组分别长1/2和1/3倍。将其储存3个月，得到其稳定性依次为NLC、SLN、NE。因此将植物精华与纳米技术相结合，会使其发挥更大的功效。

3.2 复配方案

如果一种活性成分既具有美白功效，又能吸收大量紫外线起防晒作用或具有自由基清除作用，那么这种活性剂就体现了全美白的概念，这是美白剂开发的重要方向［36］，植物来源的化合物中，有一些具有这样多重功效，并且协同作用非常理想的化合物。

从多靶点、多方位、多层次上探求更加有效的复配方案，从减少黑素细胞的形成、抑制酪氨酸酶活性、向表皮转移的过程、甚至从基因水平上减少黑色素形成，使不同的植物精华在不发生相互反应的情况下协同作用，发挥更强大的美白效果。

3.3 中草药化妆品

继承祖国传统医学，发挥中草药的优势，从身体内部进行调养，采用内养外润的方法综合治疗。祖国医学则认为色素沉着的主要病因是肝气郁结、肾阴不足、气血淤阻、劳伤脾土。在治疗上，全身疗法以疏肝、补肾、活血、益气健脾为主，外用以中药面膜和霜、膏剂居多。中草药化妆品并不是在配方中简单地添加天然动物、植物和矿物原料的一类化妆品，而是以传统中医药理论指导中药进行组方遣药、复配入特定基质体系而形成具有一定功效的化妆品［37］。产品研发人员不能机械地照搬照抄古人遗留下的药方，也不能简单地取用几味中草药加以提取后复配入化妆品中，而是在传统中医药美容理念及其在个人护理用品的发掘、继承和推广中有所创新。

通过不断的科学研究，寻找安全有效的植物精华，从多靶点、多方位、多层次上探求更加有效的植物美白精华，结合现代生物技术和分离提取技术，绿色天然化妆品及其添加品可发挥更大的功效。

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