美白剂的作用机制PPT课件

1、1、黑素小体、黑素小体 (Melanosome) 黑素小体黑素小体是皮肤、眼、内耳、脑膜等处色是皮肤、眼、内耳、脑膜等处色素细胞特有的、溶酶体样的膜性细胞器，是合素细胞特有的、溶酶体样的膜性细胞器，是合成和储存黑色素的亚细胞结构。成和储存黑色素的亚细胞结构。 用电子显微镜可以在妊娠第四个月就辨认出含用电子显微镜可以在妊娠第四个月就辨认出含有黑素的黑素小体。有黑素的黑素小体。皮肤颜色的生物学基础皮肤颜色的生物学基础第1页/共38页 皮肤颜色的深浅受多种因素调控皮肤颜色的深浅受多种因素调控, ,主要取决于黑色主要取决于黑色素的含量及分布。素的含量及分布。 黑色素的数量与性别和人种无关黑色素的数量与

2、性别和人种无关, ,随年龄增长而递随年龄增长而递减减; ; 日照程度的差异导致在人体不同部位有显著日照程度的差异导致在人体不同部位有显著区别。区别。皮肤颜色的生物学基础皮肤颜色的生物学基础第2页/共38页 黑色素基底层黑素细胞粗面内质网合成黑色素基底层黑素细胞粗面内质网合成, ,并运至高尔基体包装成膜状结构并运至高尔基体包装成膜状结构, ,成为黑素小成为黑素小体体; ;经黑素细胞胞体上树突移至角质形成细胞经黑素细胞胞体上树突移至角质形成细胞后后, ,从皮肤角质层排泄。从皮肤角质层排泄。黑素转运过程中的重要事件黑素转运过程中的重要事件 .黑素小体从核周到胞膜内侧黑素小体从核周到胞膜内侧 黑素细胞

3、黑素细胞 树突的形成和延展树突的形成和延展 .黑素小体的释放黑素小体的释放皮肤颜色的生物学基础皮肤颜色的生物学基础第3页/共38页 FitzpatrickFitzpatrick将参与黑色素合成、排泄的这种将参与黑色素合成、排泄的这种周期性代谢的一个黑素细胞和其周围的周期性代谢的一个黑素细胞和其周围的3636个角个角质形成细胞称为表皮黑素单位。质形成细胞称为表皮黑素单位。 黑色素除可使皮肤呈现一定颜色外黑色素除可使皮肤呈现一定颜色外, ,还能发挥还能发挥防晒、抗衰老及防癌等作用。防晒、抗衰老及防癌等作用。皮肤颜色的生物学基础皮肤颜色的生物学基础第4页/共38页：黑素细胞与其邻近一定数量（1036

4、个）的角质形成细胞紧密配合形成，向它们输送黑素颗粒。表皮黑素单元表皮黑素单元第5页/共38页角质细胞摄取黑素小体角质细胞摄取黑素小体 转运模式：转运模式： 注入注入 (角质细胞吞噬黑素细胞树突末端角质细胞吞噬黑素细胞树突末端) 胞吐胞吐 (裸露的黑素小体裸露的黑素小体) 融合融合 (隧道隧道) 膜泡膜泡 (黑素小体有胞浆、细胞膜包裹黑素小体有胞浆、细胞膜包裹)皮肤颜色的生物学基础皮肤颜色的生物学基础第6页/共38页一、皮肤颜色的生物学基础一、皮肤颜色的生物学基础二、黑色素的调控机制三、美白剂的作用机制三、美白剂的作用机制 第7页/共38页1. 1. 黑色素合成酶的调节 黑色素合成途径为黑色素合

5、成途径为: :酪氨酸氧化为多巴醌酪氨酸氧化为多巴醌, , 继续氧化继续氧化脱羧形成二羟吲哚后转变为黑色素，即优黑色素或真脱羧形成二羟吲哚后转变为黑色素，即优黑色素或真黑色素黑色素, , 它是皮肤色素的主要组成成分。它是皮肤色素的主要组成成分。 另有一旁支另有一旁支, ,即类巴醌经谷胱甘肽或半胱氨酸催化生即类巴醌经谷胱甘肽或半胱氨酸催化生成褐黑素或称脱黑素，但其相关报道较少。成褐黑素或称脱黑素，但其相关报道较少。黑色素的调控机制第8页/共38页黑素合成过程黑素合成过程黑素细胞内黑素细胞内合成黑素小体后，通过黑素细胞树突运输到角质形成细胞合成黑素小体后，通过黑素细胞树突运输到角质形成细胞 2、黑素

6、代谢及影响因素、黑素代谢及影响因素-2 第9页/共38页 黑色素合成主要有三种酶 酪氨酸酶酪氨酸酶 多巴色素互变酶多巴色素互变酶(TRP2)(TRP2) 二羟基吲哚羧酸二羟基吲哚羧酸(DHICA)(DHICA)氧化酶氧化酶(TRP1)(TRP1) 酪氨酸酶酪氨酸酶属氧化还原酶，是黑色素合成的主要限速属氧化还原酶，是黑色素合成的主要限速酶，其活性大小决定黑色素形成的数量酶，其活性大小决定黑色素形成的数量 黑色素的调控机制第10页/共38页 多巴色素互变酶又称酪氨酸酶相关蛋白多巴色素互变酶又称酪氨酸酶相关蛋白-2(TRP2)-2(TRP2)，主要是在黑素细胞内的多巴色素自发脱羧、重排生主要是在黑素

7、细胞内的多巴色素自发脱羧、重排生成成5 5，6-6-二羟基吲哚二羟基吲哚(DHI)(DHI)的同时，使另一部分多巴的同时，使另一部分多巴色素也发生重排，而生成色素也发生重排，而生成5 5，6-6-二羟基吲哚二羟基吲哚-2-2-羧酸羧酸(DHICA)(DHICA)。故该酶主要调节。故该酶主要调节DHICADHICA的生成速率，从而的生成速率，从而影响生成的黑色素分子的大小、结构和种类。影响生成的黑色素分子的大小、结构和种类。 黑色素的调控机制第11页/共38页 DHICADHICA氧化酶氧化酶(TRP-1)(TRP-1)是与酪氨酸酶同源的糖蛋是与酪氨酸酶同源的糖蛋白，它除了参与黑色素代谢，还影响

8、黑素细胞生白，它除了参与黑色素代谢，还影响黑素细胞生长和死亡长和死亡 形成的黑色素，由黑素细胞树枝突输送到表皮角形成的黑色素，由黑素细胞树枝突输送到表皮角质细胞内，在此被逐渐降解，最后随表皮角质细质细胞内，在此被逐渐降解，最后随表皮角质细胞排出体外。黑素的合成和降解是由黑素细胞和胞排出体外。黑素的合成和降解是由黑素细胞和角质细胞共同完成的角质细胞共同完成的 黑色素的调控机制第12页/共38页2. 2. 黑素细胞的调节 Giuseppe ProtaGiuseppe Prota等认为黑色素的形成是黑素细胞胞内和胞外等认为黑色素的形成是黑素细胞胞内和胞外作用的共同结果作用的共同结果 在黑素细胞周围存

9、在一个由细胞因子、胞外基质等多种因素构在黑素细胞周围存在一个由细胞因子、胞外基质等多种因素构成的复杂微环境成的复杂微环境 紫外照射在内的多种外界刺激紫外照射在内的多种外界刺激, ,通过黑素细胞表面的受体将信通过黑素细胞表面的受体将信号传导进入细胞号传导进入细胞, ,通过胞内的信号通路将信号级联放大。从而通过胞内的信号通路将信号级联放大。从而对黑色素的代谢活动进行多层次的调节。对黑色素的代谢活动进行多层次的调节。黑色素的调控机制第13页/共38页1、胞外信号信号转导通路 (1)细胞因子 (2)激素 (3)胞外基质 (4) 紫外线(UV)2、胞内信号转导通路(1)多种细胞生长因子二酯酰甘油-蛋白激

10、酶C (DAG-PKC)(2)中波紫外线(UVB)照射所引起的黑色素生成与一氧化氮/环磷 酸鸟苷 /蛋白激酶G(NO/cGMP/PKG)途径密切相关。(3)诸多丝裂原肽都能够激活受体型酪氨酸激酶 (4)蛋白激酶A激动剂和腺苷酸环化酶激动剂第14页/共38页黑色素的调控机制调节黑素细胞的调节黑素细胞的胞外信号胞外信号以及以及胞内的信号胞内的信号转导途径转导途径n 胞外信号胞外信号(1)(1)细胞因子细胞因子能促进黑素细胞生长、存活的因子有能促进黑素细胞生长、存活的因子有: :碱性成纤维细胞生长因子碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)(bFGF)、内皮素、内皮素( ET-1)( ET-1)、神经细胞

11、生长因子、神经细胞生长因子(NGF)(NGF)等等; ;而抑制黑而抑制黑素细胞增殖素细胞增殖, , 使酪氨酸酶活性降低的有使酪氨酸酶活性降低的有: :白细胞介素白细胞介素-l(IL-l(IL-l)l)、IL-6IL-6、肿瘤坏死因子、肿瘤坏死因子(TNF)(TNF)、干扰素、干扰素(IFN)(IFN)等。等。此外此外, ,这些细胞因子还可通过对胞外基质作用这些细胞因子还可通过对胞外基质作用, ,来改变黑素细胞来改变黑素细胞的活性或位置的活性或位置, ,并且在刺激后其自身又会产生新的细胞因子来调并且在刺激后其自身又会产生新的细胞因子来调节该变化。节该变化。第15页/共38页(2)(2)激素 促黑

12、素细胞激素促黑素细胞激素(MSH)(MSH)、促肾上腺皮质激素、促肾上腺皮质激素(ACTH)(ACTH)和雌激素均起到调节作用。其中前两者可和雌激素均起到调节作用。其中前两者可刺激黑素细胞增殖并使其树突增多刺激黑素细胞增殖并使其树突增多, ,提高酪氨酸提高酪氨酸酶活性酶活性; ;而雌激素则通过与黑素细胞浆及核内的而雌激素则通过与黑素细胞浆及核内的受体提高酪氨酸酶活性受体提高酪氨酸酶活性, , 使黑色素合成增加。使黑色素合成增加。黑色素的调控机制第16页/共38页(3)(3)胞外基质 细胞外基质不仅能影响黑素细胞的形态和数目细胞外基质不仅能影响黑素细胞的形态和数目, , 而且也能显著影响黑素细胞

13、的运动以及酪氨酸酶活而且也能显著影响黑素细胞的运动以及酪氨酸酶活性。如纤维联结蛋白促进黑素细胞表皮向真皮浅层性。如纤维联结蛋白促进黑素细胞表皮向真皮浅层移动聚集移动聚集; ;细胞黏附分子中的整合素参与黑素细胞的细胞黏附分子中的整合素参与黑素细胞的扩展移行与胞外基质的粘着并诱导细胞骨架的拆装扩展移行与胞外基质的粘着并诱导细胞骨架的拆装, ,参与伤愈后皮肤色素恢复参与伤愈后皮肤色素恢复黑色素的调控机制第17页/共38页(4) (4) 紫外线(UV)(UV) 紫外线是人体难以避免的一个外界刺激因素。紫外线是人体难以避免的一个外界刺激因素。大大 量研究表明量研究表明, ,紫外辐射可导致黑素细胞增殖紫外

14、辐射可导致黑素细胞增殖, ,酪氨酪氨 酸酶活性增加酸酶活性增加, ,并促使黑色素生成并促使黑色素生成黑色素的调控机制第18页/共38页 胞内信号转导通路(1)(1)多种细胞生长因子可通过多种细胞生长因子可通过二酯酰甘油二酯酰甘油- -蛋白激蛋白激酶酶C (DAG-PKC)C (DAG-PKC)信号通路磷酸化酪氨酸酶或改变信号通路磷酸化酪氨酸酶或改变酪氨酸酶和酪氨酸酶和DHICADHICA氧化酶在细胞内的表达来影响氧化酶在细胞内的表达来影响黑色素生成。与黑色素生成。与DAGDAG结构相似的佛波酯类化合物结构相似的佛波酯类化合物(TPA),(TPA),亦可取代亦可取代DAGDAG对对PKCPKC的

15、活化作用的活化作用黑色素的调控机制第19页/共38页(2)(2)中波紫外线中波紫外线(UVB)(UVB)照射所引起的黑色素生成与照射所引起的黑色素生成与一氧化氮一氧化氮/ /环磷酸鸟苷环磷酸鸟苷/ /蛋白激酶蛋白激酶G(NO/cGMP/PKG)G(NO/cGMP/PKG)途径途径密切相关。密切相关。NONO能活化鸟苷能活化鸟苷酸环化酶酸环化酶, ,从而升高胞内从而升高胞内cGMPcGMP水平水平, ,促使促使PKGPKG活化。活化。活化后的活化后的PKGPKG又通过磷酸化作用来激活酪氨酸酶又通过磷酸化作用来激活酪氨酸酶, ,使黑色素合成量增大使黑色素合成量增大黑色素的调控机制第20页/共38页

16、 (3) (3)诸多诸多丝裂原肽丝裂原肽都能够激活都能够激活受体型酪氨酸激酶受体型酪氨酸激酶, ,并促使体外人黑素细胞的增殖。但单一的细胞并促使体外人黑素细胞的增殖。但单一的细胞因子无法激活黑素细胞增殖因子无法激活黑素细胞增殖, ,只有多种细胞因子只有多种细胞因子协同作用协同作用, ,才能通过有丝分裂原蛋白激酶才能通过有丝分裂原蛋白激酶(MAPK)(MAPK)级联放大通路级联放大通路, ,使使G1G1期的黑素细胞进入期的黑素细胞进入S S期期, ,促进促进其增生其增生黑色素的调控机制第21页/共38页(4)(4)蛋白激酶蛋白激酶A A激动剂和腺苷酸环化酶激动剂激动剂和腺苷酸环化酶激动剂( (毛

17、毛喉素喉素) )能够通过能够通过环磷酸腺苷环磷酸腺苷/ /蛋白激酶蛋白激酶A(cAMP/PKA)A(cAMP/PKA) 信号传导途径增加细胞内信号传导途径增加细胞内cAMPcAMP的的水平水平, ,致使黑素细胞分裂和黑色素增多致使黑素细胞分裂和黑色素增多黑色素的调控机制第22页/共38页3.3.黑色素的排泄途径 从肾内排泄从肾内排泄, ,色素在皮肤内被分解、吸收后经血液色素在皮肤内被分解、吸收后经血液循环系统排出体外循环系统排出体外 经皮肤排出经皮肤排出, ,即如前文所述黑色素被转移到角质形即如前文所述黑色素被转移到角质形成细胞中成细胞中, ,随表皮生长移行至角质层随表皮生长移行至角质层, ,

18、并最终随老并最终随老化的角质细胞脱落而排出体外化的角质细胞脱落而排出体外黑色素的调控机制第23页/共38页一、皮肤颜色的生物学基础一、皮肤颜色的生物学基础二、黑色素的调控机制三、美白剂的作用机制三、美白剂的作用机制 第24页/共38页美白剂的作用机制美白剂的作用机制 抑制黑色素形成抑制黑色素形成 1.1.抑制酪氨酸酶活性抑制酪氨酸酶活性 酪氨酸酶的破坏型抑制剂酪氨酸酶的破坏型抑制剂 (即破坏酪氨酸酶的活性部位) 酪氨酸酶竞争性抑制剂酪氨酸酶竞争性抑制剂 酪氨酸酶的表达抑制剂酪氨酸酶的表达抑制剂 2.2.抑制多巴色素异构酶活性抑制多巴色素异构酶活性 3.3.氧化反应抑制剂氧化反应抑制剂 第25页

19、/共38页 抑制黑色素颗粒转移至角质细胞抑制黑色素颗粒转移至角质细胞 皮肤脱落剂皮肤脱落剂 阻断黑素生成过程中的信号转导通路阻断黑素生成过程中的信号转导通路 1.1.内皮素拮抗剂内皮素拮抗剂 2.2.抑制抑制-促黑素促黑素(-MSH)(-MSH)肾上腺皮质激素肾上腺皮质激素(ACTH)(ACTH)与黑素细胞与黑素细胞 黑素皮质素受体黑素皮质素受体1(MC1R)1(MC1R)结合结合 抗促黑素细胞激素类制剂抗促黑素细胞激素类制剂(Anti-MSH)(Anti-MSH) MC1RMC1R的拮抗剂的拮抗剂 减少外源性因素如紫外线等对黑色素形成生理过程的负面影响减少外源性因素如紫外线等对黑色素形成生理

20、过程的负面影响 美白剂的作用机制美白剂的作用机制 第26页/共38页1.1.抑制黑色素形成抑制黑色素形成 1 1）抑制酪氨酸酶活性）抑制酪氨酸酶活性 酪氨酸酶的破坏型抑制剂酪氨酸酶的破坏型抑制剂(即破坏酪氨酸酶的活性部位) 直接对酪氨酸酶进行修饰、改性直接对酪氨酸酶进行修饰、改性 酪氨酸酶失活酪氨酸酶失活 目前仅限于对目前仅限于对Cu2+Cu2+等酪氨酸酶活性部位的破坏。等酪氨酸酶活性部位的破坏。 目前已知目前已知Cu2+Cu2+络合剂络合剂有：有：曲酸曲酸及其及其衍生物衍生物如如曲酸曲酸 二棕榈酸酯二棕榈酸酯等。等。 美白剂的作用机制美白剂的作用机制 第27页/共38页酪氨酸酶竞争性抑制剂酪

21、氨酸酶竞争性抑制剂 酪氨酸类似物与酪氨酸竞争酪氨酸酶，抑制黑素生成酪氨酸类似物与酪氨酸竞争酪氨酸酶，抑制黑素生成 此类抑制剂有氢醌及其衍生物此类抑制剂有氢醌及其衍生物如熊果苷、苯酚醚如熊果苷、苯酚醚等等 氢醌氢醌被禁用，化妆品中多是被禁用，化妆品中多是熊果苷熊果苷 酪氨酸酶的表达抑制剂酪氨酸酶的表达抑制剂 从基因水平，抑制酪氨酸蛋白酶的生物合成从基因水平，抑制酪氨酸蛋白酶的生物合成 代表性的是代表性的是美白剂美白剂Arlatone DCAArlatone DCA 美白剂的作用机制美白剂的作用机制 第28页/共38页美白剂的作用机制美白剂的作用机制 第29页/共38页2 2）抑制多巴色素异构酶活

22、性）抑制多巴色素异构酶活性 多巴色素异构酶（多巴色素异构酶（TRP-2TRP-2），主要调节），主要调节DHICADHICA的生成速率，的生成速率，从而影响所生成的黑色素分子的大小、结构和种类。从而影响所生成的黑色素分子的大小、结构和种类。 目前有关多巴色素异构酶抑制剂的研究较少，已知的相关目前有关多巴色素异构酶抑制剂的研究较少，已知的相关抑制剂有：抑制剂有：曲酸曲酸及及其衍生物其衍生物、甘草素甘草素等等黄酮化合物黄酮化合物。 美白剂的作用机制美白剂的作用机制 第30页/共38页3 3）氧化反应抑制剂氧化反应抑制剂 减少黑素细胞中减少黑素细胞中ROSROS水平可能阻止黑素合成的活化水平可能阻止

23、黑素合成的活化 还原黑素形成过程各中间体，或与之结合以阻断黑素形成还原黑素形成过程各中间体，或与之结合以阻断黑素形成 阻断阻断二羟基吲哚二羟基吲哚(DHI)(DHI)聚合为黑色素聚合为黑色素 应用最广的是应用最广的是L-L-抗坏血酸（左旋维抗坏血酸（左旋维C C）及及其衍生物其衍生物 美白剂的作用机制美白剂的作用机制 第31页/共38页2.2.抑制黑色素颗粒转移至角质细胞抑制黑色素颗粒转移至角质细胞 常用的美白活性成分有常用的美白活性成分有烟酰胺烟酰胺 作用机理为：作用机理为： 1 1）通过抑制黑色素颗粒的形成）通过抑制黑色素颗粒的形成 2 2）有效抑制黑色素向角质细胞传递）有效抑制黑色素向角

24、质细胞传递 3 3）加速皮肤细胞的更新速度促进含黑素的细胞脱落）加速皮肤细胞的更新速度促进含黑素的细胞脱落有研究证实有研究证实，经，经UVAUVA照射后，不同时间给予烟酰胺后，随着烟酰照射后，不同时间给予烟酰胺后，随着烟酰胺作用浓度的变化，黑素细胞中黑素小体的分布呈明显的改变。胺作用浓度的变化，黑素细胞中黑素小体的分布呈明显的改变。 美白剂的作用机制美白剂的作用机制 第32页/共38页3.3.皮肤脱落剂皮肤脱落剂 加速角质细胞中黑色素向角质层转移及角质层脱落加速角质细胞中黑色素向角质层转移及角质层脱落 目前常用的皮肤脱落剂有目前常用的皮肤脱落剂有果酸果酸和和烟酰胺烟酰胺 4.4.阻断黑素生成过程中的信号转导通路阻断黑素生成过程中的信号转导通路 1 1）内皮素拮抗剂）内皮素拮抗剂 竞争性地抑制内皮素与黑素细胞膜受体结合，从而达到竞争性地抑制内皮素与黑素细胞膜受体结合，从而达到抑制紫外辐射引起的黑素细胞增殖和黑色素生成的目的。抑制紫外辐射引起的黑素细胞