在护肤品上的应用

在护肤品上的应用_超氧化物歧化酶

17．2．1　SOD在护肤品上的应用

SOD在护肤品上的应用主要包括两个方面，一是作为化妆品添加剂，可防止皮肤老化，起到护肤效果；二是预防和治疗有关皮肤病。这些在国内外已获得广泛应用。

17．2．1．1　SOD化妆品

SOD对皮肤起着双重作用，一方面它可以促进胶原蛋白形成适度交联；另一方面，它可作为有效的自由基清除剂，防止皮肤老化，保持柔顺光滑，青春常驻。SOD还可稳定胶原蛋白和弹性蛋白，因而使皮肤富有弹性。

（1）减少皱纹。在外界紫外线损害下，人体肌肤加速衰老和起皱。SOD可协助保护皮肤免受紫外线损伤，能够有效清除自由基，阻断弹性蛋白酶的产生，并抑制其活性，从而从内部改善皮肤的健康状况。长期使用，可以滋养皮肤，减少皮肤病和皱纹。

（2）祛斑。自由基供给细胞摧毁细胞膜，导致细胞死亡和细胞膜发生变性，从而使得细胞不能从外部吸收营养，也排泄不出细胞内的代谢废物，长期积累形成黑色素，导致皮肤色斑、黄褐斑、蝴蝶斑等各种斑点的形成。SOD是清除自由基最强有效的抗氧剂，其抗自由基氧化能力是维生素C的20倍，维生素E的50倍，它清除自由基的专一性、高效性更是其他抗氧剂无法比拟的。坚持使用SOD可在祛除自由基的同时调节内分泌系统，防止皮肤出现色斑。

在临床上使用SOD外用脂质体霜剂治疗色斑，取得了很大成功。张怀亮采用卵磷脂、胆固醇制备脂质体作为SOD的载体，研究表明SOD活性在霜剂中可保持6个月以上。制剂中SOD活性大于100u/mg，每周配药一次，在冰箱内保存，1个月内用完，以避免失活。在治疗过程中选择黄褐斑54例，雀斑18例，继发性色素沉着斑13例，有效7例，无效6例；继发性色素沉着斑10例，显效3例，有效4例，无效3例。

另一用SOD霜剂对100例黄褐斑治疗的研究表明：患者除局部涂用SOD霜外不伴其他任何治疗，经30～60天随访观察，临床治愈23例，显效56例，无效21例；治疗中发现以轻型、中型患者疗效好，重型患者效果差，7例重型患者仅2例有显效，少数患者效果特别显著，黄褐斑程度与日晒关系明显者疗效较好。在另一次临床实验中采用SOD霜外用制剂治疗雀斑62例，随访患者，治疗结果显示显效20例，有效28例，无效14例，总有效率77．4%。

目前，国内外许多高级化妆品都添加了SOD，并将它制成面膜、奶液、霜剂。国内有大宝SOD霜、紫罗兰SOD霜和SOD不老霜等产品。

17．2．1．2　SOD在皮肤病防治上的应用

皮肤是接触氧最多的组织之一，并可直接遭到紫外线、放射线和热等物理因素的侵袭，也会受到化妆品、药物、化学物质、自由基和脂质过氧化物等的伤害。此外，皮肤与其他器官一样，会发生白细胞性炎症和由于缺血再灌流等而成为氧化胁迫的目标。但皮肤组织内有致密的抗氧化网状结构，可抵御氧化胁迫。但当防御系统出现内因性或外因性伤害而失去平衡时就会受到损伤。

（1）皮炎。通常在日常生活中和通过临床观察，发现沿海地区居民皮肤较平原地区居民明显粗糙，色素沉着明显。这是由于沿海地区环境潮湿、日光照射强、海风猛烈的特点，使沿海地区居民世居者多患有面部皮肤毛细血管扩张性红斑，长期移居者亦可患此类疾病。这种地区的居民极易患日光性皮炎，其病就是由沿海日光照射强烈，海风猛烈所致。正常状态下的人体皮肤直接暴露于空气中和在紫外线照射下，皮质中的不饱和脂肪酸氧化生成脂质过氧化物。但在SOD减少时，脂质过氧化物则影响表皮细胞的分裂，可导致皮肤红斑及引起表内脂质相应增多。SOD作为自由基清除剂，可有效阻止脂质过氧化物的大量产生，患者服用后的临床表现是皮肤光滑、细腻而且富有弹性。

在临床上，采用SOD外用制剂治疗皮炎也取得了一定的效果。选择皮炎类病例36例，经过治疗后，共治愈15例，显效3例，有效11例，无效7例。其中，接触过敏性皮炎24例，治愈6例，显效2例，有效10例，无效6例；光敏性皮炎12例，治愈9例，显效1例，无效1例。

（2）皮肤灼伤。灼伤是由局部过度受热的物理因素引起的，其局部过氧化脂质的增加十分明显。对此用SOD外敷受伤害的皮肤作为应急处理，有一定的效果。用大鼠做实验，经全身麻醉后在其背部用热水烫成40%的2～3度烫伤，然后测定皮肤细胞和血清中的脂质过氧化物，结果发现3h后该值明显上升；而同时用含0．1%～5．0%SOD的药物外敷后，其氧化产物明显下降，皮肤的SOD活性上升。此外，外敷SOD后，痊愈后的肥厚性痕迹的形成也明显减弱。

在台湾地区，有人将含0．1%SOD的凝胶局部应用于Ⅱ～Ⅲ度烧伤，每日使用2次，连续7日。结果表明，SOD凝胶能非常显著地增加创面表皮的再生和创伤愈合。

（3）痤疮。痤疮（青春痘）是一种发生于毛囊皮脂腺的慢性皮肤疾病，多发于头面部、颈部、前胸后背等皮脂腺丰富的部位。痤疮的主要临床表现为黑头粉刺、白头粉刺、炎性丘疹、脓疱、结节、囊肿，易形成色素沉着、毛孔粗大甚至疤痕样损害。

范雪云等使用外用SOD制剂，外用治疗痤疮患者180例，绝大多数患者用药后皮疹明显消退、色斑颜色变浅，尤其是有严重感染和斑痕形成的患者，坚持用药后斑痕消退，皮肤细腻，仅少数病例停药后有新皮疹出现，其结果见表17－6。

表17－6　痤疮患者治疗效果

此外，李习舜等在临床上使用SOD霜外用制剂治疗痤疮48例，临床治愈12例（25%），好转21例（43．75%），无效15例，有效者共占68．75%。王志朝等也使用SOD霜外用制剂治疗痤疮43例，显效12例，有效18例，无效13例，总有效率70．5%。

（4）皮肤感染性创面。皮肤感染是临床上常见的病例，由于感染后产生大量的超氧离子，造成对皮肤的损伤，也使感染进一步加剧。SOD可以有效清除超氧离子，对皮肤感染的治疗具有重要作用。阎熙丰等在临床上采用外用SOD制剂，选取皮肤创面感染者61例，外敷治疗，在减少炎症反应、促进肉芽组织生长、加快创面愈合方面，均优于呋喃西林，对照组同SOD治疗组两组达到有效和治愈标准时间比较的差异有显著意义（P＜0．05，0．01），其结果见表17－7。

表17－7　两组达到有效和治愈标准时间（天）比较

①t＝2．623，P＜0．05　②t＝3．075，P＜0．01

17．2．1．3　SOD作为护肤品应用的合理性

SOD既可作为药用酶，亦可作为化妆品添加剂。据报道欧美和日本等国的高级化妆品中均加入一定量的SOD，为什么这些国家对SOD如此感兴趣？

其中原因有三：其一是，SOD是特殊的氧自由基清除剂。根据衰老的自由基学说，老化是自由基产生和清除发生障碍的结果。在生物体内由于外界和内在的因素，瞬间能产生大量的自由基，在正常情况下，产生和清除处于平衡状态，但随着机体的衰老，清除能力逐渐减弱，这种平衡被打乱，多余的自由基就能通过多种渠道损害机体。例如氧自由基能与多价不饱和脂肪酸作用生成一系列过氧化物，这种脂质过氧化物与蛋白质作用，使蛋白质交联聚合，产生不溶性蛋白质。这种变化以结缔组织中的胶原最为明显，它能导致胶原坚韧，长度缩短，失去膨胀能力。此即所谓皱纹。此外，过氧化脂质在氧化酶的作用下能分解生成丙二醛等化学物质，在体内丙二醛迅速与磷脂酰乙醇胺交联生成黄色色素，然后再与蛋白酶、肽类或脂类结合成无生物活性的棕褐色素即所谓老年斑。其实，它们不仅仅出现在面部，亦出现在人体的其他部位，如体表、心、脑、肝、肾上腺皮质、神经细胞等。这样就造成组织和器官的细胞膜结构破坏，细胞结构与功能的改变，进而破坏了机体的正常代谢，于是老化就发生了。而SOD是氧自由基的清除剂，故通过适当途径对机体不断补充外源性SOD，就能有效防止和延缓衰老过程。SOD是生物大分子，其相对分子质量在32kD左右，这样大的分子能否被吸收？上海第二军医大学用¹²⁵I标记的SOD作外涂实验，结果表明SOD能透过皮肤进入体内。从上述机理分析，当人进入中年，如经常使用SOD化妆品，就能获得抗皱、防止皮肤衰老效果。SOD对皮肤色素的形成和沉淀有强烈的抑制作用也已被实验证实，如日本对女子色斑患者进行应用验证，表明效果是十分明显的，见表17－8。

表17－8　10名女子色斑患者的使用效果

其二是，SOD具有明显的防晒效果。在电离辐射的间接作用下，生物体内的水分子经激发和电离后产生了包括超氧阴离子在内的氧自由基（），而SOD是氧自由基的唯一清除剂，因此有不少学者提出在照射前供给外源性SOD，就能产生抗辐射效果，在照射后内源性的产生可能增加，但清除的能力却由于SOD活性下降等原因可能减弱，故有人建议在照射后亦可供给外源性SOD以增进效果。近十年来这方面已有大量研究报道，实验证实SOD确有明显的抗辐射效果。

其三是，SOD有明显的抗炎效果，SOD属消炎酶类。引起炎症的原因众多，活性氧损害是最主要的原因。SOD是氧自由基清除剂，故SOD可作为抗炎药。在临床上SOD主要用于治疗自身免疫性疾病，如类风湿关节炎、皮炎及各种急慢性炎症，因此在化妆品中添加SOD也有一定的抗炎效果。

国内SOD大都是从动物血中提取的，属Cu，Zn－SOD，其化学本质为蛋白质。国内外对SOD的毒性进行了广泛的研究，大量资料表明SOD无毒、无副作用，故用于皮肤化妆品十分安全。

17．2．1．4　SOD作为护肤品有效性的实验依据

A．小鼠皮涂¹²⁵I标记的人SOD在体内的分布

（1）实验方法。

①动物：为ICR纯种小鼠，雄性，体重（20±2）g，随即将其分组，每组3只，背部于实验前一天用脱毛剂进行脱毛。

②皮肤涂抹（皮涂）：将小鼠背朝上固定于塑料固定架上，用玻璃微量进样器取¹²⁵IhSOD－i标记物PBS－明胶缓冲液10μL，含208．3kBq（5．6μCi）均匀滴涂于1cm×1．5cm皮肤上。分别观察皮涂1h、3h、5h、9h后各组织的放射性。

③制样：以摘除眼球放血活杀小鼠，用肝素抗凝血，收集血浆，量取一定量放入测定管待测；血球用大量生理盐水充分洗涤三次，取一定量待测。

（2）实验结果。

（1）血液样品放射性：结果以每毫升血浆或血细胞所含的cpm表示。见表17－9，皮涂后1小时，即可测出血液放射性，血细胞cpm明显高于血浆（P＜0．05）。除3小时血浆的cpm高于血细胞cpm外，其他各时间点均看到血细胞的cpm高于血浆一倍左右，而且各时间点相差不大。

表17－9　皮涂¹²⁵IhSOD－i后血液中放射性分布（x^－）（cpm/mL）

（2）组织器官样品的放射性：结果以每100mg湿组织放射性计数进行比较，见表17－10，肾、心、肺、脾、肝均有较低放射性水平，其中肾脏略高于其他组织，肝脏各时间点之间放射性保持恒定水平，心脏放射性则随时间增加呈下降趋势。

（3）胃肠道样品的放射性：系包括食道、胃、小肠、大肠和直肠全段的放射性计数，从表17－11可见到其放射性随时间增加而增加。

表17－10　皮涂¹²⁵IhSOD－i后各组织放射性分布（cpm/100mg）（x^－）

表17－11　皮涂¹²⁵IhSOD－i后整个消化道放射性（x^－）n＝3

表17－12　皮涂¹²⁵IhSOD－i后局部皮肤处放射性余留与存留（x^－）

①为一只动物，其余均为3只动物。

（3）结果分析。SOD是一种相对分子质量为32kD的金属酶蛋白，我们未加任何载体或其他辅助剂，仅用标记物的PBS－明胶缓冲液10μL直接涂抹于小鼠背部正常皮肤1cm×1．5cm的面积上。皮涂后1h即可见到血液中有放射性存在，除了3h时血浆的放射性较高外，其余各时间点的放射性都较接近，而且血球的放射性均高于血浆的放射性，表明这样的生物大分子能通过皮肤进入体内。红细胞富含铜锌离子的SOD，为什么外源性SOD能较多聚集在红细胞内，是否与其亲红细胞性有关，有待进一步研究。

红细胞的放射性居所有观察组织的放射性之冠，各组织器官的放射性在皮涂之后1h均有分布，表明hSOD能较快通过皮肤吸收分布于体内各组织器官，其中以肾脏略高，似与其通过肾脏排泄有关。其他各组织的放射性基本呈均匀分布。

从表17－9的结果可看到，皮涂后1h与9h相比，皮涂局部存留的放射性随时间的增长而逐渐下降，是否表明皮涂外源性hSOD的吸收是个动态的过程，随时间增长逐渐在增加吸收。

从皮涂¹²⁵IhSOD后，不论在血液或各组织脏器均可测出有放射活性存在，这种放射性有可能是标记物的原形物，但亦可能有代谢分解产物。

B．SOD的免疫反应性

这是解放军253医院刘土山课题组所做的SOD豚鼠免疫反应实验：SOD是无毒副作用的生物大分子物质，作为抗原，多次注入人体内常可诱发免疫反应，从而降低疗效，甚至可能引起过敏反应。他们用20%丙三醇将人Cu，Zn－SOD配置成1mg/mL的制剂，每日涂抹豚鼠腹、背部2cm×2cm皮肤，连续30日，最后一次取血检测血清内抗人SOD抗体（见表17－13）。采用免疫组织化学方法（ABC）法，观察豚鼠皮肤内人Cu，Zn－SOD分布（见表17－14）。

表17－13　豚鼠血清内抗人Cu，Zn－SOD抗体检测（PHA）方法

表17－14　豚鼠皮肤内Cu，Zn－SOD渗入检测

通过药物实验，说明异源性SOD具有免疫原性，能够诱发机体的免疫反应，甚至可能引起变态反应，提示人们在反复多次使用时应引起重视。同时可以通过用免疫惰性物质对蛋白质进行不同程度的化学修饰。以掩盖蛋白质表面的部分抗原决定簇，因而达到降低以至消除蛋白质的免疫原性，并保留相当程度的生物活性的目的。

C．皮肤老化的理论依据

赵保路对自由基与皮肤老化做了深入分析，并根据自由基理论提出了一些防止皮肤老化或减缓皮肤衰老的方法。

覆盖体表的皮肤，具有保护、吸收、分泌、感受刺激、调节体温、维持水盐平衡及参与物质代谢等多种功能，是人体的重要器官之一，也是健美的重要标志。随着年龄的增长，暴露皮肤衰老的特征更趋明显，皮肤变得粗糙、发皱、变黑，并产生老年斑。最近的一系列研究表明，自由基在皮肤衰老过程中起着重要作用。

皮肤衰老的典型现象是老年斑。即在老年人的面部和手部皮肤上出现黑褐色斑或斑点。老年斑主要由黑色素组成，而自由基在黑色素的形成、结构和反应中都起着重要作用。黑色素是由它的前身苯酚类通过酶促反应或化学反应产生的。形成的中间产物主要包括多巴醌、多巴色素和5，6－二羟基多巴。在进一步氧化和聚合过程中也有自由基发生。自由基可以通过黑色素前体——电子氧化直接产生，或通过初始二电子氧化后再经过一电子还原间接产生。反应中产生自由基的过程如下面所示。

若有其他光敏剂（S）存在时，黑色素经光照可使自由基骤增近20倍，而且在D₂O中自由基增加更多，加入NaN₂可以猝灭这一增加的自由基，说明产生了¹O₂。

图17－3　光照黑色素的形成过程

在衰老的皮肤和组织中检测到的另两类色素物质是脂褐素和蜡样物质，可使皮肤变黑和变得粗糙，在老年人和先天性老年痴呆症患者的皮肤上表现得更为明显。这两种物质亦均由自由基引起，致使各种细胞膜分子裂解、过氧化而形成的。前者是一些大分子物质结合到脂球上，然后转化为更加黏稠的物质构成的；后者则是细胞膜的超微结构发生变化所致。

图17－4　光辐射引起的自由基反应

但是人的皮肤并不是很容易老化的，因为人的皮肤中包含一系列可以防止皮肤衰老的物质。如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶和另一些抗氧化物，如维生素E和维生素C等。它们可以调节细胞内自由基的产生，清除多余的自由基，使细胞内自由基水平达到平衡，以防止皮肤的衰老。人随着年龄的增长、老化或某些疾病的出现，会使皮肤内清除自由基的酶活性下降，抗氧剂含量降低，产生自由基的能力增强，因而体内自由基失去平衡，出现多余的自由基，导致自由基对细胞的损伤。组成皮肤细胞膜的多不饱和脂肪酸则是最容易受到攻击的生物大分子，一旦损伤，脂自由基和结构蛋白质可以和氧反应生成脂氧自由基。在金属离子存在时，它们很快分解并释放促使生物分子聚合和交联的羰基类物质。这样就产生了使皮肤老化的黑色素类物质。

皮肤衰老可能有多种机制，但自由基是引起皮肤衰老的重要原因。它是引起标志皮肤衰老的黑色素、脂褐素和蜡样物质的重要因素。因此减少自由基的产生和清除多余自由基，成为寻求防止或减缓皮肤衰老的重要方法。以下几点是根据自由基理论得出的获得公认的措施：

（1）尽量避免强光对皮肤的辐照。晒太阳对人体健康有一定好处，但强光照射会在皮肤中产生大量自由基。

（2）不要用碱性香皂和洗涤液洗脸洗澡。因为碱性会使皮肤中色素的自由基含量增加。

（3）不要用过热的水洗脸洗澡。温度的提高会使色素自由基含量也相对增加。

（4）使用化妆品和各种涂剂要慎重。因为有些化妆品本身就是敏化剂，敏化剂可使色素中自由基几十倍骤增，反而加速皮肤的衰老。

（5）对皮肤疾病，特别是皮肤炎症要及时治疗。防止皮炎部位发生吞噬细胞聚集和活性氧自由基释放。

（6）谨慎地使用一些经过严格科学实验证明安全有效的自由基清除剂，以补充皮肤中自由基清除剂和酶的不足。尤其是老年人，皮肤中难以产生足够清除自由基的酶等物质，因而导致皮肤中自由基水平的升高。若不增加一些外源自由基清除剂，就难以维持皮肤中自由基的平衡，使皮肤加速衰老。