黑色素的形成 影響因素是什么(2)

  2、細胞內(nèi)的影響因素

  (1)多酶作用的觀點。黑素細胞中決定黑素合成速率的是細胞內(nèi)的多種酶。多年來,人們一直認為酪氨酸酶是黑素生物合成過程中所需的唯一的酶。隨著黑素合成研究的不斷進展,人們發(fā)現(xiàn)黑素細胞中還存在其他與黑素合成相關(guān)的物質(zhì)。與酪氨酸酶相關(guān)的兩種蛋白TPRl(DHIcA氧化酶)和TRP2(多巴色素互變酶)在黑素的合成過程中發(fā)揮著重要的作用。它們除了對酪氨酸酶合成黑素具有協(xié)助作用以外,還具有合成其他不同類型色素的重要作用。

  (2)黑素細胞調(diào)控的信號傳導(dǎo)途徑。許多細胞因子,如堿性成纖細胞生長因子、肝細胞生長因子/擴散因子、內(nèi)皮素等都能促進體外黑素細胞增殖,有些因子還能刺激酪氨酸酶活性,使黑素細胞高度色素化。這些因子可能是通過黑素細胞膜表面的受體進入細胞內(nèi),經(jīng)下游信號傳導(dǎo)來調(diào)控相應(yīng)的靶點,引起細胞物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)磷酸化或去磷酸化,對黑素細胞增殖和分化發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。

  3、外源性因素的影響

  紫外線是人體長期接觸的一個外界刺激因素,是人類黑素細胞增殖和皮膚色素沉著增多的主要生理性刺激。皮膚變黑主要是由中長波紫外線(UvB和UvA)引起,紫外線能引起黑素細胞的增殖及促進黑素產(chǎn)生,出現(xiàn)皮膚色素沉著。

  四、美白劑美白機理

  關(guān)于黑色素的生成抑制機理,歸納起來可分為細胞內(nèi)抑制、細胞外抑制以及外援因素控制等幾方面。

  (一)黑色素細胞的胞內(nèi)抑制

  黑色素的形成的生物化學(xué)過程現(xiàn)已研究比較清楚了,認為它是由酪氨酸在含高價銅離子(Cu2+)的酪氨酸酶作用下,氧化生成3,4---羥基苯丙氨酸(多巴),再由酪氨酸酶氧化為多巴醌,進一步氧化為5,6一二羥基吲哚,聚合后生成黑色素。從上面可以看出,在黑色素細胞移植黑色素生成可以通過以下幾個途徑。

  1、直接控制、抑制黑色素的生成過程中所需要的各種酶

  由于黑色素的形成主要發(fā)生在黑色素細胞內(nèi),對黑色素細胞內(nèi)的黑色素形成機理的研究表明,黑色素的形成主要是由黑色素細胞內(nèi)的四中酶:酪氨酸酶、多巴色素互變酶(TRP-2)、過氧化物酶和DI-IICA氧化酶(TRP—1)(穩(wěn)定了酪氨酸酶的活性,這一點是人體的酪氨酸酶與老鼠、蘑菇等的酪氨酸酶的不同之處)單獨或協(xié)同作用的結(jié)果。而實現(xiàn)皮膚的真正美白,對多種黑色素形成酶的抑制就顯得至關(guān)重要。

  (1)酪氨酸酶的抑制酪氨酸酶是一多酚氧化酶,屬氧化還原酶類,該酶主要催化兩類不同的反應(yīng):一元酚羥基化j生成鄰二羥基化合物:以及鄰二分氧化,生成鄰二苯醌。這兩類反映中均有氧自由基參與反應(yīng),在黑色素形成過程中酪氨酸酶是一主要限速酶,該酶活性大小決定著黑色素形成的數(shù)量。當(dāng)前化妝品市場上的美白產(chǎn)品幾乎絕大多數(shù)以酪氨酸酶抑制劑為主,并且每年以較快的速度發(fā)現(xiàn)新的該類化合物。依據(jù)抑制機理的不同,可主要將該類化合物分為以下兩類。

  a、酪氨酸酶的破壞性抑制(即破壞酪氨酸酶的活性部位)。所謂酪氨酸酶的破壞性抑制,也就是某種可以直接對酪氨酸酶進行修飾、改性的物質(zhì),使酪氨酸酶失去對黑色素前體——酪氨酸的作用,從而達到抑制黑色素形成的目的。目前該抑制劑的研究、開發(fā)主要限于對Cu2+等酪氨酸酶活性部位的破壞。因此尋找安全、高效的Cu2+絡(luò)合劑是該領(lǐng)域的一個研究熱點。

  b、酪氨酸酶的非破壞型抑制。所謂酪氨酸酶的非破壞性抑制,即不對酪氨酸酶本身進行修飾、改性,而是通過抑制酪氨酸酶的生物合成或取代酪氨酸酶的作用底物,從而達到抑制黑色素形成的目的。

  依據(jù)總用機理的不同,可分為3種:酪氨酸酶的合成抑制劑、酪氨酸酶糖苷化作用抑制劑及酪氨酸酶作用底物替代劑。由于在黑色素的生物合成中,酪氨酸是酪氨酸酶的作用底物,因此尋求與酪氨酸競爭的酪氨酸酶底物也可有效的抑制黑色素的生成。

  (2)多巴色素互變酶的抑制

  多巴色素互交酶是一種與酪氨酸酶有關(guān)的蛋白質(zhì),其作用機理是促使所作用的底物發(fā)生重排,生成底物的某一同分異構(gòu)體,終生成另一黑色素。即在由多巴色素自發(fā)脫羧、重排生成5,6--羥基吲哚(DHI)的同時,黑色素細胞內(nèi)部分多巴色素正是由于多巴色素互變酶的存在而發(fā)生重排生成5,6--羥基吲哚一2一羧酸(DHICA)。因此該酶主要調(diào)節(jié)5。6一二羥基吲哚一2羧酸的生成速率,從而影響所生成的黑色素分子的大小、結(jié)構(gòu)和種類。對該酶的抑制目前主要是競爭性抑制,即尋求一種物質(zhì)作該酶的底物,通過與原來能形成黑色素的底物競爭,從而破壞黑色素的生物合成途徑,達到抑制黑色素的目的。目前有關(guān)多巴色素互變抑制劑的研究較少。通過研究發(fā)現(xiàn),又多巴色素互變酶催化生成的5,6.二羥基吲哚一2—羧酸及其衍生物,如5一羥基吲哚-2-羧酸、吲哚-2-羧酸等均可抑制多巴色素互變酶,但該類化合物中如果羧基位于吲哚環(huán)的3位,如L一色氨酸、吲哚_3一羧酸、吲哚一3-乙酸、吲哚一3一丁酸等則對多巴色素互變酶的抑制效果極差。此項研究說明,只有當(dāng)羧基位于吲哚的適當(dāng)位置是,才可與多巴色素互變酶的原底物競爭而成為該酶的底物,從而切斷黑色素的形成,發(fā)揮抑制黑色素形成的作用。除了所屬的兩種酶外,還有DHICA氧化酶(TPR.1)和過氧化物酶,‘目前對該兩種酶的抑制機理的研究較少,相關(guān)抑制劑得開發(fā)尚未見報道。

  2、選擇性破壞黑色素細胞抑制黑色素顆粒的形成以及改變其結(jié)構(gòu)

  黑色素細胞的功能狀態(tài)可以影響皮服顏色的深淺。通過引起黑色素細胞中毒,導(dǎo)致黑色素細胞功能遭到破壞是抑制黑色素生成的又一途徑。不同作用物質(zhì)破壞黑色素細胞的機制各有不同。氫醌作為一種皮膚脫色劑在臨床試用已久。但其確切的脫色機制至今仍不十分清楚。一種觀點認為氫醌作為酪氨酸酶的底物較酪氨酸本身更為合適,其脫色機制可能與競爭抑制酪氨酸酶活性有關(guān);另一觀點認為氫醌脫色實質(zhì)上是一種酪氨酸酶介導(dǎo)的細胞毒性作用。氫醌分子小,易擴散進入色素細胞的黑色素小體,阻斷黑色素生成途徑的一個或多個步驟;同時氫醌在酪氨酸酶作用下被氧化成有毒性的半醌基物質(zhì),會導(dǎo)致細胞膜脂質(zhì)發(fā)生過氧化,細胞膜型結(jié)構(gòu)破壞,細胞死亡。有關(guān)專家認為不同濃度的氫醌其脫色作用的機制可能不同,低濃度時以抑制酪氨酸酶活性為主,高濃度時主要是細胞毒。用5%的氫醌制劑每日外涂棕色豚鼠背側(cè)皮膚,8~10d出現(xiàn)肉眼可辨的皮膚色素減退,14~20d為明顯,3周后皮膚組織活檢發(fā)現(xiàn),黑色素細胞內(nèi)3,4期黑色素小體明顯減少,多數(shù)細胞期膜結(jié)構(gòu)破壞,空泡化。

  壬二酸是一種天然存在的二羧酸,它能選擇性的作用于異?;钴S的黑色素細胞,j阻滯酪氨酸酶蛋白的合成,但對功能正常的黑色素細胞作用較小。20%壬二酸的皮膚脫色作用優(yōu)于296氫醌,且皮膚刺激性和光毒性少見。近來發(fā)現(xiàn),任二酸對體外培養(yǎng)的鼠或人黑色素瘤細胞有抗增殖作用。推測這種抗增殖作用與壬二酸抑制了線粒體電子傳遞鏈以及DNA合成中的限速酶(核糖核苷酸還原酶)有關(guān)。

  3、還原多巴醌

  還原劑可以參與黑色素細胞內(nèi)酪氨酸的代謝,從而減少酪氨酸轉(zhuǎn)化成黑色素,達到抑制黑色素生成的目的。將0.05~0.5mmol/L的抗壞血酸加入到體外培養(yǎng)的人黑色素細胞,作用72h并未發(fā)現(xiàn)酪氨酸酶活性呈劑量依賴性減低,但黑色素生成量被明顯抑制,推測可能是抗壞血酸抑制了多巴和多巴醌的自動氧化。這類還原劑對黑色素中間體起還原作用,因此阻礙了從酪氨酸/多巴至黑色素過程中各點上的氧化鏈反應(yīng)。

  (二)黑色素細胞的胞外抑制

  黑色素的形成不僅是黑色素細胞的胞內(nèi)行為,同時也是胞外物質(zhì)作用的結(jié)果。內(nèi)皮素是黑色素形成信號傳導(dǎo)途徑中重要的信號分子,抑制內(nèi)皮素可抑制黑色素的形成。內(nèi)皮素是一類由21個氨基酸組成的多肽物質(zhì),其中內(nèi)皮素-1(ET-1)、內(nèi)皮素一2(ET一2)和內(nèi)皮素一3(ET-3)均已被分離。已知人體血管內(nèi)內(nèi)皮素濃度的增加易產(chǎn)生各種與血液有關(guān)的疾病,如高血壓、糖尿病等。同時近來研究發(fā)現(xiàn),內(nèi)皮素一l和內(nèi)皮素一2也是黑色素形成過程中兩種不可缺少的胞外物質(zhì),對此兩種物質(zhì)的抑制是現(xiàn)在美白型化妝品領(lǐng)域的又一研究方向之一.一方面偏重于其形成及抑制機理的研究,另一方面偏重于在此基礎(chǔ)上的抑制劑的開發(fā)與應(yīng)用。

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