透明质酸在化妆品中的应用

透明质酸（Hyaluronic acid，HA）又称糖醛酸、玻尿酸、琉璃糖碳基酸，是一种高分子链的直链多糖。1934年美国哥伦比亚大学眼科教授Mayer等首先从牛眼玻璃体中分离出该物质。透明质酸是皮肤和其他组织中广泛存在的天然生物因子，被国际上称为理想的保湿因子，存在于结缔组织如关节、玻璃体、滑液、脐带、软骨、皮肤、鸡冠之中，以满足一些重要功能如韧性、支持结构以及细胞的代谢调节。皮肤中的透明质酸占据了身体总透明质酸的50%，真皮中的透明质酸含量显著高于表皮层，透明质酸与皮肤的关系非常紧密，在化妆品中的运用也越来越广泛。

透明质酸的结果

透明质酸的生物分子结构是两个双糖单位D葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺组成的大型多糖类，分子量在10万至400百万之问。与其他粘多糖不同，它不含硫。透明质酸分子中的每双糖单位均含有个羧基，在生理条件下均可解离成负离子，等空间距离的负离子相互排斥，使透明质酸分子在水溶液中处于松散状态，可结合多于本身500-1000倍的水分，占据较大的空间。除了一级结构外，透明质酸被发现具有二三级结构。其中，透明质酸的二级结构由每个二糖单位通过180度的扭转和前后的二糖单位结合，经过两次转折回到原来的方向，形成一条单链。透明质酸的三级结构是网状结构，它具有亲水区和疏水区，具有高度的亲水性及疏水性。当其在水溶液中，疏水性分子集聚在起，减少了与溶剂的接触。每一个透明质酸二级结构都可以和其他的形成网状结构，不管是低浓度还是高浓度，不管是相对分子质量大的，还是相对分子质量小的。透明质酸也可与其他细胞外大分子如蛋白多糖等相互作用，在生理状态下形成网状结构。

不同动物组织和细菌来源的透明质酸无种属差异，由不同精制方法获得的透明质酸，相对分子质量不同，但也无种属差异。

透明质酸与皮肤

1.透明质酸在皮肤中的生理作用

在人体中，透明质是由成纤维细胞和表皮的角朊细胞或其他的胞浆膜形成，透明质酸，是皮肤的主要成分，来源于真皮，是填充在细胞间的主要基质。将透明质酸进行染色处理，颗粒层到基底层显色明显，基底层下的结缔组织染色呈阳性，网状层的显色稍弱。除此之外，皮肤附属器官（皮脂腺和毛囊）也均被染色。透明质酸的功能在上皮组织中不太明显，其中的细胞被紧密填充，胞外空间似乎非常小。实际上，高浓度的透明质酸可能会膨胀到细胞外空间，有可能破坏上皮细胞之问的凝聚力和损害上皮细胞通透性。透明质酸，自由基的有效清除剂，也可以通过清除由紫外线照射产生的活性氧，对表皮起保护作用。透明质酸的快速周转可能有助于消除和清除表皮有毒化合物，例如，朗格汉斯细胞和淋巴细胞移动进出表皮。透明质酸创造了促进这些细胞流动的胞外空问，同时由于CD44受体提供了低亲和性结合位点。体内透明质酸的合成速度很快，立刻就会被排除胞外或者被透明质酸酶降解。在软骨中，透明质酸的半衰期通常是2～3周，在角质形成细胞中，细胞主动合成和分解透明质酸。其透明质酸的半衰期更短，不足天，血液中透明质酸的半衰期仅仅只有几分钟。人体内，大约平均每天有三分之的乙酰透明质酸在不断更新。

2.不同年龄透明质酸的分布

3月龄的胎儿，透明质酸集中在表皮层，随着胎龄的增加，逐渐由表皮层向真皮层转移，这是科学家研究透明质酸分布与无瘢痕愈合的一个重要契合点。大多数胎儿组织中是非常丰富的透明质酸，形成凝胶状，可提供所需的空间和可塑性，为快速增殖的胚胎细胞和迁移提供空间。人体在胚胎时期透明质酸含量最高，出生后逐渐减少，如果把20岁的人体内的透明质酸含量定位到100%，则30、50、60岁分别下降为65%、45%、25%。当透明质酸低于某一水平时，造成皮肤含水量降低，角质层代谢缓慢、老化，这一现象一般出现在25岁以后，这也是中老年人与儿童皮肤有差距的主要原因。

3.外源性透明质酸的皮肤渗透吸收

将相同浓度的不同分子量的透明质酸涂抹于完整猪皮肤和剥离了角质层的猪皮肤。在正常皮肤中，分子量为5kDa的透明质酸位于及角质层和表皮层，分布较零散；较高分子量的透明质酸局限在角质层。在被剥离了角质层的猪皮肤中，与5kDa的不同分子量相比，表皮中100kDa和1MDa的含量更多。

在化妆品中应用

1.透明质酸的保湿功能以及渗透剂功能

皮肤屏障功能的主要结构基础是表面角质细胞形成的角质层、角质细胞间的脂类、天然保护因子（natural moisturizing fac-tot，NMF）等。细胞角蛋白和角蛋白中间丝相关蛋白是角质屏障的基础。透明质酸就是通过改善皮肤的水合作用起到保湿的功效。大分子的透明质酸减少表皮水分的流失，小分子的透明质酸通过改变角蛋白的结构，降低皮肤的屏障功能。不论高分子透明质酸还是低分子透明质酸，都具有保湿效果，联合使用能达到协同作用。

所以透明质酸在化妆品中的应用，除了自身优良的保湿性能外，还有促进皮肤渗透的功能。研究人员将透明质酸和BSA（牛血清蛋白）混合，结果表明分子量为5000Da的透明质酸能和BSA协同运输到皮肤中。初步猜测是皮肤保湿与角质结构的作用，以及蛋白质与透明质酸共同转运，有助于透过角质层。透明质酸穿过这些层，并没有细胞外液的内向动力，其过程必须通过细胞外扩散或主动转运穿过细胞或者两种方式结合运输。透明质酸的两性性质可能有助于其结合到细胞膜。

在化妆品经皮吸收的过程中，由于一些生物大分子的高分子量和亲水性的属性，皮肤优异的阻隔性能几乎完全限制了这些营养物质的吸收。通常透明质酸作为皮肤渗透剂添加到化妆品中，用来降低皮肤的屏障强度以及达到保湿效果。

2.透明质酸的防晒修复功能

透明质酸还具有防晒修复的作用。透明质酸通过促进表皮细胞增殖和分化以及清除氧自由基，可促进受伤部位皮肤再生。其作用机制与防晒霜中常用的紫外线吸收剂不同，因具有协同作用，可同时减少紫外线透射并修复紫外线所致的皮肤损伤，达到双重保护。皮肤轻度烧伤时，表皮涂抹含透明质酸水剂化妆品可减轻疼痛，加速受伤部位愈合。

3.透明质酸的抗衰老功能

细胞间透明质酸网状结构能防止微粒、大分子靠近细胞膜。相同浓度的高分子量透明质酸比低分子量透明质酸具有更强的保护作用。高分子量网状结构的透明质酸能与相邻细胞表面靶点的透明质酸分子重叠和连接。低分子量网状结构的透明质酸，链不够长而不能重叠和连接相邻细胞的透明质酸，形成了微粒靠近细胞膜的空间和通道。与低分子量的透明质酸相比，高分子量透明质酸能有效地防止葡萄糖氧化酶的产生，显著地减少细胞损伤。

皮肤老化与皮肤水分流失有关，低分子透明质酸和高分子透明质酸加强皮肤的保湿作用和弹性能力有着显著的效果区别。学者们将50kDa、300kDa、800kDa和1500kDa的透明质酸进行试验，发现低分子透明质酸可能由于其更强的渗透能力，影响了表皮中许多基因的表达，包括老化皮肤和光损伤皮肤中减少的促进角质形成细胞分化和与细胞间紧密相连的有关基因。相比高分子透明质酸，低分子透明质酸的保湿和维持皮肤弹性效果更优良。

4.透明质酸的生发功能

抑制脱发的药物除了抑制睾酮的产生外，其他药物作用机理并不明确。抑制睾酮的非那雄胺并不适用于男性患者。Kaitlyn Sadtler发现通过小鼠皮下注射低分子量的透明质酸周后，显著地诱导了毛发生长。低分子量透明质酸的皮下注射有效率为100%。初步推测皮下注射低分子量的透明质酸能诱发毛发生长初级阶段，可能是由于透明质酸能够与影响毛发生长的受伤组织的受体结合。

5.透明质酸的伤口愈合

透明质酸具有促进伤口愈合的功能早已有文献进行了阐述。近期，学者们发现皮下注射透明质酸能够促进深层真皮伤口的难愈性伤口的愈合。通过对十名健康的志愿者进行前臂腹侧血液采集刺血模拟标准的真皮深层伤口，并施以透明质酸皮下注射、生理盐水皮下注射以及未处理的皮肤伤口愈合进行了对比。并在两周内进行了组织成像系统、组织学和蛋白组学的分析和观察，得出皮内注射透明质酸能诱导深层真皮伤口加速表皮新生以及改变了其蛋白表达。

6.透明质酸的抗炎症与抗皮肤刺激作用

Topical

Hyaluronic

AcidCombats Skin Irritation，Inflamation

7.透明质酸的清除自由基作用

透明质酸具有阻止氧化还原反应或者电离辐射中产生的自由基，从而导致细胞损伤的生物功能。透明质酸还被广泛用于减缓组织或器官中的炎症反应。透明质酸的抗炎症能力很大程度上都归因于其抗氧化活性。透明质酸促进伤口愈合的功能可能也和抗氧化功效有关。Zbigniew Darzynkiewicz等人阐述了透明质酸能明显减弱外源性氧化剂诱发的DNA损伤信号，尤其是高分子的透明质酸。在成纤维细胞培养基中，高分子透明质酸比低分子透明质酸具有更优良的抗氧化性能。同时，透明质酸也能减少蛋白损伤、脂质过氧化以及羟基自由基的形成。

讨论

伴随科学家对透明质酸的认识有了一个质的飞跃，透明质酸在化妆品中的应用也越来越广泛。现阶段，化妆品中透明质酸的应用仍有局限性，应加强对透明质酸的应用性开发。

目前最重要的问题是透明质酸的分子量与透皮吸收的问题，究竟皮肤对于外源性透明质酸吸收的最大分子量是多少，透明质酸渗透到表皮、真皮的生物利用率是多少，是个亟待解决的问题。通过本文的总结可以发现，高分子透明质酸和低分子透明质酸各有不同功效，高低分子量的透明质酸协同使用到化妆品中，功效会更佳。另外值得提的是，低分子透明质酸的生发功能，可以更多运用到护发或者生发产品中，既达到了头发保湿滋养的效果，又有生发的作用。据新近公布的《中国脱发人群调查》数据表明，我国脱发人群约2亿，其中男性脱发人数约1.3亿。我国男性脱发率近20%，且发病率以每年至少1 5%的速度递增，中国生发市场潜力巨大。今年5月分欧莱雅在上海美博会展示了新的无硅油洗护产品――透明质酸洗发水，这可能将会是下次洗护头发产品的新潮流。总之，透明质酸可广泛运用到护肤类、护发类产品，同时，随着消费者对彩妆护肤概念的接受程度越来越高，透明质酸在彩妆品基础保湿领域也具有巨大的市场。