出品:科普中國
制作:關西科健產業研究院卓思
監制:中國科學院計算機網絡信息中心
俗話說,一白遮百丑。白嫩的膚色看上去確實要比蠟黃的膚色更能凸顯女性的氣質和魅力。即使女性五官存在瑕疵,如果膚色白皙,也會看上去更加漂亮。所以從古至今,美白一直以來都被黃色人種(特別是東亞女性)所追求。
本文將從科學角度解釋美白的原理,并對目前市場上流行的一些美白用品的安全性和有效性進行分析。
美白是指,色素沉淀變少,光的反射量增多,皮膚呈現光澤鮮艷的狀態。準確來說,美白不是直接讓皮膚變白,而是防止皮膚變黑。
皮膚為什么會變黑?
引起皮膚變黑的原因是黑色素在皮膚中沉淀。那么為什么皮膚會產生黑色素呢?當皮膚受到過量紫外線、壓力、食品添加劑、抽煙等刺激后,產生活性氧,黑色素是為了保護皮膚免受過量活性氧的侵害而產生,其作用原本是皮膚的保護傘。

皮膚形成黑色素的機制
既然提到了皮膚,這里不妨給大家說一下。
皮膚分為表皮層和真皮層。厚度僅有0.1-0.3毫米的表皮層,又分為四層,從上到下分別為角質層,顆粒層,棘層和基底層。約每36個基底層細胞中就分布著一個黑色素細胞。

皮膚結構
再仔細了解一下黑色素的生成過程,可分為四個部分:
1)當皮膚受到紫外線、摩擦、壓力、激素等外界刺激時,向黑色素細胞發出合成黑色素的指令。
2)黑色素細胞中,酪氨酸酶被活化,進而產生黑色素,黑色素在細胞中的黑素小胞體中蓄積。
3)這些黑素小胞體通過黑色素細胞的樹狀突起再移動到皮膚棘層的角化細胞中,阻止紫外線等外界因素引起更嚴重的細胞DNA損傷,起到保護細胞核的作用。
4)表皮細胞通過分裂、擠壓最后變化成沒有細胞核的角質,將黑色素排出。黑色素從形成到排出,這個新陳代謝的周期大約需要28天。
黑色素的過度增加,就會導致皮膚呈現出色素沉著的現象,這并不是人們所希望的結果。然而,隨著年齡增長,以及受到太陽光中紫外線的過度照射,又或者因為現代生活造成的新陳代謝紊亂等原因,即使經過了這個28天的新陳代謝周期,也不能完全除去皮膚中的黑色素。它積蓄在皮膚中,從而引起皮膚發黃、斑點等問題。
引起皮膚新陳代謝紊亂的因素包括壓力大,荷爾蒙紊亂,睡眠不足,年齡增長,長年化妝,營養不均衡等等。

黑色素生成的四個過程
美白產品的有效成分
因此要想美白,需要做的就是,對上述四個過程進行干預,抑制黑色素的生成,促進皮膚中黑色素的排出。目前已經被認可的美白有效成分集中作用于黑色素的合成過程,即抑制酪氨酸酶的作用。
酪氨酸酶僅由黑色素細胞產生,它在細胞的內質網和高爾基體生成后,再轉運到黑素小體中,在那里合成黑色素。酪氨酸酶是黑色素形成過程中的關鍵酶,因此,直接抑制酪氨酸酶的催化活性可以有效地抑制黑色素生成。

市售的大多數化妝品或皮膚增白劑都是酪氨酸酶抑制劑,以往的各種文獻也證實了這些抑制劑可以減少細胞中的黑色素的生成。如氫醌(HQ),熊果苷,曲酸壬二酸,L-抗壞血酸(維生素C),鞣花酸,氨甲環酸已被用作皮膚美白劑,但這些物質都具有一些缺點。
氫醌HQ對哺乳動物細胞具有潛在的致突變作用,它與許多不良反應相關,包括接觸性皮炎、刺激性、短暫性紅斑、燒灼、刺痛感、白內障以及指甲長斑點。
熊果苷是氫醌的前藥,是天然產物,它可以通過抑制酪氨酸酶作用從而降低或抑制黑色素合成。然而,天然形式的熊果苷在化學上是不穩定的,并且它的代謝產物為前文所述的氫醌,因此也存在一定的副作用,例如對骨髓具有潛在的毒性。
化妝品中的曲酸因為其致癌性和儲存期間的不穩定性,用途受到限制。L-抗壞血酸對熱敏感,易于降解。鞣花酸是不溶的,因而生物利用差。而氨甲環酸對黑色素影響仍未確定。因此,這些物質的使用有嚴格的限量標準(參考文獻1)。
酪氨酸酶抑制劑,除了可以美白,治療色素沉著以外,還常被用于防止水果、海鮮的黑變等,從而起到食品保鮮劑的作用。由此科學家們也不厭其煩地開發和驗證各種酪氨酸酶抑制劑,包括通過有機化學手段合成的物質,也包括從天然植物中分離提取的物質(參考文獻2)。
酪氨酸酶抑制劑的種類有近百種,在這里不能做一一解釋。我們僅選擇幾種市面上常見的美白成分做簡單的介紹。下圖中是中國臺灣地區“衛福部”核準用于化妝品、保養品的美白成分。

值得一提的是洋甘菊萃取物,經日本化妝品巨頭花王證實,洋甘菊萃取物ET可以控制角化細胞發出生產黑色素的指令。
另一種成分——杜鵑花醇4-(4-hydoroxyphenyl)-2-butanol,簡稱4-HPB,2008年被日本認可并公告為有效美白成分,限量為2%,超過這個濃度它就會和酪氨酸酶反應,產生有毒代謝物質,造成黑色素細胞受損死亡,由于它的含量使用不當,這導致了日本佳娜寶的美白風波,2013年它被臺灣禁用。
也就是說,從藥理學的角度分析,美白化妝品應該能起到一定效果,如果配合防曬一起用,有望達到美白的效果。
當你拿到一款美白化妝品時,不妨注意一下它的成分,配方中包含上述物質的化妝品理論上可以抑制黑色素生成,從而實現肌膚美白的效果。
然而,作為大眾,我們沒有辦法知曉的是,美白有效成分在其中的添加量,這個只能寄希望于化妝品制造商嚴格遵從相關行業條例的規定了。再者,含有有效美白成分的化妝品,可能需要堅持用2-3個月才會有效果,畢竟黑色素的代謝周期就長達一個月了。
口服美白保健品的效果
對于皮膚而言,比起外用,內服美白保健品效果就相對要弱一些。這是因為通過口服,保健品被人體吸收再通過血液循環到達皮膚,需要較長時間。同時這些有效成分到達皮膚的量,也由于身體代謝,減少了半數甚至更多。
相比中國的保健品,大家更傾向于外國的產品,其中比較有名的是日本高端化妝品公司POLA出品的美白丸。這里我們嘗試對這個產品的有效成分做一些剖析。


美白丸各種成分的作用(圖片雖來源于網絡,作為食品專業出身的筆者核對后發現,解釋很詳細,在這里作為引用圖片)
上圖是美白丸的全部成分,其中起主要美白作用的是:哈密瓜抽出物和印度松樹干的提取物。POLA的研究人員從保質期持久、不容易腐爛的哈密瓜中提取了抗氧化酶。放置12天后,受到挫傷的哈密瓜生命力遠遠強于普通哈密瓜。(這個試驗是POLA官網上介紹的)

圖片來自POLA官網
看起來這種哈密瓜中的抗氧化酶確實有防止受傷瓜體進一步氧化腐敗的神奇功效,這個實驗的結論可能會唬住很多沒有經受過嚴格科學訓練的普通人。
沒錯,從藥理學角度而言,抗氧化劑確實可以中和紫外線等外界刺激引起的活性氧,以減緩皮膚的老化,但是請注意:即便這種哈密瓜抗氧化酶和美白相關,目前它仍不屬于公認的有效美白成分,其是否真能抑制黑色素的生成,尚且沒有相關的科學研究予以佐證。
POLA美白丸另一個活性成分,印度松樹皮的抽取成分,就是其公司的專利布朗醇,布朗醇的作用也被2012年日本食品科學工學學會證實過。體外試驗中,當它直接作用于黑色素細胞時,布朗醇EX抑制了69%的黑色素生成,和較強的蛋白酶抑制劑傳明酸Tranexamic Acid相比,美白效果是后者的約70倍。同時實驗顯示,布朗醇EX對酪氨酸酶也有抑制作用。直接作用人時,曬黑后1-2周的肌膚,持續使用兩周布朗醇后,色素沉淀降低了63%。

黑色素抑制率的圖(紅色為美白丸的美白成分,藍色為傅明酸)
美白丸的這兩種有效成分,因為屬于公司專利,筆者查不到除了POLA公司提供的資料以外的任何學術資料。查閱國內以及日本群眾使用POLA后的各種感想,與所有來自保健品用戶的評價一樣,結果褒貶不一。
美白丸的產品標識為“特許取得健康食品”,即取得了專利的健康食品,既然是健康食品,也就是說,其應具有一定的功能性,在試管試驗和動物實驗中取得了一定的效果。但是如果作為一種藥物,其對人類的有效性和安全性,并沒有得到國家的審查和認可。
作為愛美的女性,如果你不是孕婦,哺乳媽媽,或你沒有正在服用其他藥物的話,除了過敏,服用美白丸應該不會有太大的副作用,畢竟它只是一種食品而非藥物。至于其宣稱的美白功能是否有效,就很難有確切定論了。

日本關于保健用品分類的規定和標識
想美白,你需要知道這些
通過這篇文章,相信您對美白有了更進一步的了解。如果想讓皮膚變得“白”,首先你必須做好防紫外線的日常護理,因為紫外線是造成皮膚變黑的最重要因素。涂防曬霜,使用遮陽傘等都是有效的防曬手段。

其次,在高節奏的現代社會中,你應該規律作息,保持身心健康。再次,選擇信譽度較高的美白化妝品,理論上能對美白起到一定作用。最后,你可以嘗試口服美白保健品,但是它的功效難以保證。
最后,希望每位愛美的女性,都可以自信滿滿地說:“我們白著呢”。

圖片來自網絡
參考文獻
1,陳清西,林建峰,宋康康。酪氨酸酶抑制劑的研究進展。廈門大學學報(自然科學版。2007, 46(2)
2.Pillaiyar T1, Manickam M2, Namasivayam V1.Skin whitening agents: medicinal chemistry perspective of tyrosinase inhibitors.J Enzyme Inhib Med Chem. 2017 Dec;32(1):403-425. doi: 10.1080/14756366.2016.1256882.

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