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麥角硫因(Melatonin, Melatonin)是一種從天然植物中提取的生物堿,有多種不同的結構類(lèi)型,如N-乙酰甲硫氨酸(Melatone acetylmethylamine, MelAA)、麥角硫因衍生物與N-乙酰丁基氨酸衍生物等。在化妝品中添加或不添加時(shí),具有抗氧化、抗炎及增強皮膚屏障等功效。研究表明麥角硫因具有抗氧化功能;抗菌作用;降低皮膚炎癥和疼痛反應,在化妝品中發(fā)揮抗氧化的作用;改善皮膚屏障功能。在化妝品中添加麥角硫因能提高皮膚水分含量、減少細紋和皺紋的產(chǎn)生。由于麥角硫因組分具有高滲透性且低刺激,被廣泛應用于護膚品。
一、抗氧化
麥角硫因具有抗氧化功能,它在化妝品中作為抗氧化劑/光穩定劑、抗氧劑、保濕劑、防曬劑等的活性成分。
抗氧化能力的大小與其結構密切相關(guān),如疏水性的比例越高,其抗氧化能力也越強。
研究表明,麥角硫因(MelAA)能夠有效地降低羥基自由基(· OH)含量。
有研究表明 MelAA能夠與自由基反應從而產(chǎn)生自由基清除物:麥角硫因及其衍生物等。
其中 MelAA與羥基自由基的反應可以生成3-O-麥角硫因也稱(chēng)為3-N甲基二氫異戊醇麥角硫因,是一種通過(guò)分子間氫鍵結合而形成的具有芳香族結構的化合物;而羥基自由基被認為是自由基引起機體衰老和癌癥等疾病的重要因素之一。
Orobanejia等研究發(fā)現,天然植物中存在一種名叫 Liguchi (2-甲基)-Dl-heptanejia-MelAA的生物堿,這種化合物與羥基自由基反應生成羥基自由基清除物;而這種物質(zhì)是天然存在于植物中的一種化合物,具有很強的抗氧化活性。
二、抗菌
麥角硫因的抗菌活性主要是通過(guò)抑制真菌細胞壁的合成來(lái)實(shí)現的。
對金黃葡萄球菌、表皮葡萄球菌和黑曲霉(Aspergillus niger)進(jìn)行了體外抑菌試驗。
麥角硫因能抑制金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌等菌的生長(cháng),對其它菌株沒(méi)有抑制作用。
Kim和 Hyun在研究麥角硫因的抗菌作用時(shí),發(fā)現麥角硫因不僅能夠抑制金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌的生長(cháng),還能抑制黑曲霉和黑曲菌菌絲體。
MelAA與其他抑菌成分共同構建了具有廣譜抗菌活性的產(chǎn)品,可以有效消除皮膚上產(chǎn)生的致痘物。
另外, MelAA與麥角S (Aegethylamine)在抑菌方面也表現出了協(xié)同作用,能夠有效解決細菌感染引起的皮膚問(wèn)題。
麥角硫因對痤瘡丙酸桿菌、糠秕馬拉色菌、痤瘡丙酸桿菌、金黃色葡萄球菌及表皮葡萄球菌等具有明顯抗菌作用。
三、降低皮膚炎癥和疼痛反應
皮膚炎癥是一種由各種原因引起的皮膚病,表現為紅斑、腫脹和疼痛,它對我們的生活質(zhì)量有著(zhù)重要影響。麥角硫因具有抗炎作用,可以通過(guò)抑制炎癥因子的產(chǎn)生來(lái)降低皮膚組織中的炎癥水平和疼痛刺激。
在低濃度下使用L-麥角硫因(0.1~0.5 mg/mL)或 MelAA可以減少表皮角質(zhì)細胞的生長(cháng),這表明麥角硫因可能具有抗炎作用。
由于 MelAA可通過(guò)抑制組胺H1受體的表達來(lái)減輕小鼠局部皮膚腫脹并起到抗炎作用,而 MelAA衍生物則可改善皮膚屏障功能以緩解瘙癢癥狀。
MelAA可通過(guò)減少炎癥因子如白細胞介素-1 (IL-1)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、細胞因子和介質(zhì)如白蛋白及前列腺素等的產(chǎn)生來(lái)降低皮膚中的炎癥水平;此外, MelAA還可通過(guò)刺激免疫細胞,如巨噬細胞來(lái)減少炎癥反應。
四、改善皮膚屏障功能
麥角硫因能有效抑制皮膚細胞凋亡和炎性反應,降低炎癥因子IL-1β和TNF-α水平。
在體外試驗中,用小鼠角質(zhì)形成細胞(HaCaT)作為實(shí)驗對象來(lái)研究麥角硫因對角質(zhì)形成細胞分化的影響。
結果表明麥角硫因可以促進(jìn)角化細胞的分化,并能增加角質(zhì)層厚度和含水量
此外,使用激光共聚焦顯微鏡(LCM)觀(guān)察麥角硫因對體外培養的人角質(zhì)形成細胞(HaCaT)有明顯的促進(jìn)作用。
將正常皮膚與 HaCaT組成混合實(shí)驗系統來(lái)研究麥角硫因對皮膚屏障功能改善的效果。結果表明,使用含有不同濃度麥角硫因的乳液后, HaCaT細胞分化和存活能力明顯增強,并且這種作用隨著(zhù)濃度增加而加劇。
此外,皮膚屏障功能也與皮膚年齡相關(guān)(Ramachandran et al.2011):使用含有相同濃度麥角硫因乳液與正常皮膚組成混合實(shí)驗系統后發(fā)現, HaCaT細胞分化程度增強。
五、增強皮膚水合作用
麥角硫因能有效抑制微生物細胞膜上脂質(zhì)過(guò)氧化,減少脂質(zhì)過(guò)氧化物的產(chǎn)生,提高皮膚水合作用。
麥角硫因能增加細胞膜對水分的吸收能力。
麥角硫因能提高皮膚含水量,其抗氧化性是其保持水分能力的基礎,且對細胞膜有保護作用。
MelAA可增加角質(zhì)形成細胞中水分含量,在皮膚中可起到保濕效果。
麥角硫因作為一種具有良好滲透性能的親水基團,用于水溶液后呈現親水性,其主要存在于水溶液中,且不受溫度影響。
使用 MelAA添加量為5%(質(zhì)量分數)時(shí)效果最佳,這表明 MelAA在化妝品中具有很高的應用價(jià)值;
六、其他功效
Kukun等發(fā)現麥角硫因具有顯著(zhù)的抗炎、抗菌和增強皮膚屏障功能。
Liu等報道麥角硫因能顯著(zhù)降低丙二醛含量,并且還能改善脂質(zhì)過(guò)氧化引起的皮膚炎癥。
Olivier等發(fā)現麥角硫因可改善真皮乳頭的結構,同時(shí)其抗氧化能力也可被顯著(zhù)抑制。
Prakash等研究表明麥角硫因能提高表皮厚度和角質(zhì)層含水量,降低皮脂腺細胞的凋亡水平。
Liu等研究發(fā)現將100 mg/mL麥角硫因與10 mg/mL維生素C和10 mg/mL維生素E混合后制成乳液,使用4周后,可以顯著(zhù)改善粉刺、痤瘡皮膚的厚度以及細胞外基質(zhì)中脂褐素含量,并且可促進(jìn)表皮膠原蛋白合成。
Khan等對麥角硫因與維A酸復合使用后皮膚狀態(tài)進(jìn)行了研究,結果表明麥角硫因可有效改善皮膚屏障功能受損狀態(tài);并且在維A酸與麥角硫因復配使用中發(fā)現,其抗氧化活性比單獨使用的抗氧化活性更強。
七、展望
麥角硫因具有抗氧化、抗菌和保濕等功效,已廣泛應用于化妝品領(lǐng)域。雖然目前麥角硫因的功效機制尚不明確,但可能與其獨特的分子結構有關(guān),例如,不同的結構類(lèi)型對其抗氧化和抗炎活性具有重要影響。
另外,隨著(zhù)人們對麥角硫因化學(xué)結構與功效關(guān)系研究的深入,開(kāi)發(fā)基于麥角硫因分子結構的護膚品或藥品已成為可能。
麥角硫因組分結構中包含大量的羥基與亞氨基等官能團,且含有羥基、亞氨基及羧基等親脂性基團,具有很好的親水性和親油性,與皮膚角質(zhì)層中的水分結合能力較強;這使其具有較好的滲透性。
同時(shí),由于其分子結構中含有羧基、羥基、羰基基團等極性官能團,使其具有一定的潤濕性與保濕性。
在化妝品中添加麥角硫因具有許多優(yōu)點(diǎn):安全性高、刺激性低、保濕性強等等。
但由于其具有極高滲透性且低刺激性,目前僅被用于美容領(lǐng)域。
隨著(zhù)科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步,相信麥角硫因在化妝品領(lǐng)域將會(huì )發(fā)揮更大應用價(jià)值。