植物精油的護膚應用研究進展

唐 寅，王 瑩，呂曉帆，吳亞妮

(上海交通大學設計學院，上海 200240)

植物精油是在植物中提取的二級產物，具有一定芳香氣味，主要用于日化香料、生物醫藥等行業[1]。植物精油具有分子結構小且滲透性強的特點，已發現具有延緩衰老、美白、殺菌消炎等多種護膚功效，近些年開發成天然護膚品受到人們關注[2]。國外對精油護膚研究起步較早，目前已經深入到作用機理的研究并取得一定成果。而國內研究主要集中在精油化學成分分析、初步作用探討等方面，對作用機理的研究較為薄弱。本文綜述精油護膚功效和機制，希望為國內的精油護膚研究提供思路提示和理論參考。

1 植物精油成分分析

從天然植物提煉萃取精油的方法有水蒸氣蒸餾法、有機溶劑萃取法、壓榨法等傳統提取方法，以及超臨界CO2流體萃取法、分子蒸餾法、亞臨界水萃取法等新型提取方法。傳統提取方法一般設備簡單，容易操作，但提取效果不理想；新型提取方法則一般設備復雜，投資大，但提取效率高。

植物精油的成分較為復雜，主要由萜類化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物、含氮含硫化合物等組成[3]。萜類化合物是精油中最常見且含量最高的成分，根據碳原子數目的不同可分為單萜類、雙萜類和倍半萜類等。杜松、絲柏、薄荷、廣藿香、洋甘菊、柑橘屬類等精油中萜類化合物含量較多。芳香族化合物在精油比例中位于第二，主要包括萜源類和苯丙烷類兩類衍生物。精油中常見的芳香類化合物包括姜黃烯、百里香酚、肉桂醛等，常見于百里香、肉桂等精油中。脂肪族化合物在植物精油中含量不多，常見于苦橙花、薰衣草、茉莉等精油中。含氮含硫化合物一般含量很少，多存在于辛辣刺激類精油中。

植物精油中許多化合物成分已發現有抗氧化、消炎抑菌、美白等功效[4-5]。比如100 μL/mL的γ-松油烯對DPPH自由基的清除率達到75.8%，抗氧化指數達到94.8%，對氧化損傷細胞具有保護作用，可以提高超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)的活力[6]。檸檬烯在二甲苯致小鼠耳腫脹實驗中表現出良好的抗炎效果[7]。香芹酚可抑制金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的活性[8]。α-蒎烯和樟腦能夠抑制促炎性因子TNF-α的釋放和NF-κB轉錄而減弱炎癥反應[9]。肉桂醛可以通過作用酪氨酸酶的活性位點抑制其活性，減少黑色素含量，還能夠使細菌失活[10,11]。

2 植物精油的護膚功效及作用機制

植物精油可以通過提高細胞內抗氧化酶活性、吸收過氧化自由基等達到抗皮膚老化功效；通過下調相關信號通路，抑制相關蛋白表達，減少黑色素生成等達到美白效果；通過下調相關基因表達，抑制相關細菌增殖等達到抗炎效果。相關研究內容總結見表1。

表1 植物精油護膚功效及作用機制

2.1 抗氧化

機體衰老最能在皮膚組織上得以反映，皮膚出現松弛且下垂是皮膚衰老的主要體現[12]。皮膚是由角質層、真皮層以及皮下組織構成，其中角質層是皮膚最外層的保護，主要由角質形成細胞構成。在角質形成細胞中含有大量的SOD、CAT、GSH-Px等抗氧化酶以及基質金屬蛋白酶(MMP)等多種控制細胞衰老、凋亡的介導因子。SOD是生物體內的一種活性酶，可以去除新陳代謝過程中產生的廢物，若細胞內SOD活力提高，可以減緩皮膚老化[13]。CAT是一種酶促清除劑，它可以促進過氧化氫的分解，清除多余的過氧化氫，是生物防御系統中的一種關鍵酶[14]。GSH-Px是參與催化分解過氧化氫的重要酶之一，可以減少體內多余的自由基，抑制紫外線照射帶來的老化[15]。MMP不僅可以降解基質中的纖維膠原，也會在膠原重塑的過程中發揮作用[16]。皮膚中的膠原蛋白對維持皮膚的水分與彈性有重要作用，在種類眾多的膠原蛋白里，Col I型、Col III型膠原蛋白與彈性相關[17]。在皮膚老化過程中，Col I含量減少而Col III含量增多，因此調整Col I和Col III的比例可以在一定程度上延緩衰老[18-19]。羥輔氨酸是膠原蛋白特有的非必需氨基酸，通常它的含量穩定，約占膠原蛋白總量的13%，其變化直接反映了真皮中的膠原纖維狀態，因此它可作為判斷皮膚老化程度的指標。

吳金勇等[20]通過抗氧化活性實驗發現川穹精油具有很強的清除過氧化物自由基的能力，并且總還原能力與清除DPPH自由基能力總體上呈劑量依賴性，清除DPPH自由基的半數抑制濃度值為3.19 g/L。意大利永久花精油也具有很強的吸收過氧化物自由基的能力，還能有效地保護脂質體免受羥基自由基的降解[21]。Swapnil等[22]利用秀麗隱桿線蟲模型發現杜松精油能夠提高蠕蟲細胞內SOD和GSH-Px活性，可以有效提高抗氧化能力。鳳菊精油在5種體外抗氧化體系中都表現出良好的抗氧化活性[23]。桔皮精油能夠提高中波紅斑效應紫外線(UVB)照射后的人真皮成纖維細胞中Col I和羥脯氨酸的含量，降低過氧化氫含量，延緩皮膚衰老[24]。Seo等[25]在UVB照射后的皮膚成纖維細胞中發現紫草精油能夠調節激活蛋白(AP-1)，下調基質金屬蛋白酶-1(MMP-1)和基質金屬蛋白酶-3(MMP-3)的表達，減少膠原蛋白的降解，發揮抗衰老作用。

2.2 美 白

皮膚顏色的深淺主要取決于黑色素的含量，黑色素廣泛分布于人體的毛發、體表中，由酪氨酸通過酪氨酸酶的酶促氧化合成[26]。黑色素的生成過程較為復雜，主要由酪氨酸酶(Try)、酪氨酸酶相關蛋白-1(TRP-1)和酪氨酸酶相關蛋白-2(TRP-2)調控。黑色素合成主要經歷兩個階段，第一個階段是存在于黑色素細胞中的酪氨酸在酪氨酸酶的作用下羧基化形成多巴，再生成多巴醌。第二個階段多巴醌以兩個路線發生多重反應[27]。當半胱氨酸或谷胱甘肽存在時，多巴醌與其反應生成半胱氨酰多巴或谷胱甘肽多巴，再進一步氧化生成褐黑素；當二者不存在時，一部分多巴醌自身環化生成多巴色素，由于TRP-2具有多巴色素自體異構酶活性，可以催化多巴色素生成穩定的5,6-二羥基吲哚羧酸(DHICA)，繼續在TRP-1氧化酶作用下，將DHICA氧化成5,6-吲哚醌羧酸，另一部分多巴色素自身脫羧形成5,6-二羥基吲哚，在酪氨酸酶的作用下生成5,6-吲哚醌，最后形成真黑素[28]。由此發現，抑制黑色素的合成可以通過抑制黑色素生成過程中相關酶的活性、破壞黑色素細胞、還原多巴醌等途徑[29]。

Chao等[30]測定了五脈白千層精油對α-黑素細胞刺激素(α-MSH)刺激的B16細胞凋亡、黑色素含量和酪氨酸酶活性，發現五脈白千層精油能夠降低黑色素含量，抑制酪氨酸酶活性。肉桂精油可以通過抑制酪氨酸酶活性、抑制B16黑色素瘤細胞的氧化應激來減少α-MSH誘導的黑色素生成[31]。琯溪蜜柚精油也可以抑制B16細胞內酪氨酸酶相關蛋白的表達[32]。Huang等[33]利用蛋白質印跡法發現赤桉精油通過下調MAPK和PKA兩條信號通路減少黑色素的含量。山雞椒精油對酪氨酸酶具有較好的抑制作用，100 μg/mL的山雞椒精油對酪氨酸酶的抑制率達到50%[34]。檸檬精油對酪氨酸酶也有一定的抑制作用，檸檬精油中的6種揮發性物質在抑制酪氨酸酶活性中起協同作用[35]。

2.3 抗 炎

面部皮膚與正常菌群是一個整體存在，兩者互相制衡，對維護皮膚健康有重要意義。當皮膚屏障受損，細菌會引發皮膚感染，破壞健康。臉部皮脂腺分泌增多，痤瘡丙酸桿菌(P.acnes)會過度繁殖[36]。P.acnes一方面生成大量的游離脂肪酸，毛囊和毛囊周邊在游離脂肪酸的作用下發生非特異性炎癥反應并產生大量炎癥因子[37]；另一方面，P.acnes會誘導角質形成細胞分泌IL-1、TNF-α、IL-6等細胞因子，這些細胞因子會使得毛囊引發炎癥損傷[38]。轉錄因子NF-κB被認為是人類免疫系統的關鍵介質，通過調節該信號通路中的中環氧合酶-2(COX-2)，可以誘導與炎癥反應有關的多種酶和促炎因子的表達[39]。

王玥等[40]建立體外痤瘡炎癥細胞模型，發現廣藿香精油能夠有效抑制IL-1等炎癥因子的分泌, 顯著降低細胞內Toll樣受體2(TLR2)的mRNA 轉錄。迷迭香精油能夠減少促炎因子TNF-α，IL-1和IL-6的釋放并且抑制NF-κB轉錄，顯示出較好的抗炎潛力[41]。Li等[42]用乳香精油干預后發現小鼠能夠更快地消除腫脹，乳香精油會通過抑制COX-2的表達發揮抗炎鎮痛的作用。葉一丹[43]等發現在苦橙葉精油作用下，致炎細胞的活性和NO釋放量降低，證明苦橙葉精油具有一定的體外抗炎活性，作用機制可能與抑制NO等炎癥介質的產生有關。

3 結 語

近些年來，植物精油護膚的機制研究已經取得一些進步，但還需要進一步探究。一是精油的組成成分復雜，目前常將精油作為整體進行研究，較少分析單體成分間的關系、篩選有效成分，導致了作用機理闡明的不徹底。二是精油護膚功效研究多以某單一精油作為對象，對具有相同功效的不同精油混合或協同作用的研究較少。三是目前的機理研究多以體外或動物模型實驗為基礎，缺乏臨床應用以及生產安全性研究實驗。