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生体防御機構(美白コラム2)

生体防御機構(美白コラム2)

光合成の複雑なメカニズムが確立するはるか以前のから、地球は太陽光に照射され、原生物が生みだされ、様々な生物が進化してきました。その一方、生物体はその発生以来みずからの防御機構として可視光線、紫外線、赤外線がその表皮を透過して細胞が損傷するのを回避する仕組みを発達させてきました。その最も強力な生体防御策となったのはメラニン色素産生細胞(メラノサイト)が作るメラニン色素です。 外側から角質層、顆粒層、有棘層、基底層の4層から構成されている哺乳類の表皮は、紫外線を浴びると、それが刺激となりメラニン合成を促進する情報伝達物質が生み出されます。情報伝達物質の働きにより、基底層に1割程度存在していると考えられるメラノサイトが活性化し、アミノ酸であるチロシンを酸化してモノフェノール生成し、o-キノンに変換する反応を触媒する酵素チロシナーゼ(モノフェノールモノオキシゲナーゼ)の作用によりメラニン色素の前駆体であるドーパキノンが生じ、これが複数の酸化重合反応を経て最終的に不溶性の黒色メラニン(ユーメラニン)が生成され、またドーパクロームトートメラーゼ(TRP-2)によって 5,6-ジヒドロキシインドール-2-カルボン酸(DHICA)が生成され,複数の酸化重合反応を経て水溶性の褐色メラニン(フェオメラニン)が生成されます。 メラノサイト内の小器官であるメラノソームがメラニンで満ちると、アメーバのように伸びたメラノサイトの樹状突起(デンドライト)を介して、合成されたメラニンを含むメラノソームが分泌経路に沿って皮膚の最上層のバリア細胞である角化細胞(ケラチノサイト)などに分散輸送されます。受け渡されたメラノソームは、ケラチノサイトの核の上部を帽子のように、文字通り"見事"に覆い(核帽:メラニンキャップと呼ばれる)、有害な紫外線からDNAの損傷を防ぐと同時に皮膚の暗色化を促進します。ケラチノサイトは分裂して徐々に皮膚表面に押し上げられ、最後は細胞核のない角化細胞に変化して垢となって剥がれ落ち、これによりメラニンは体外に排出されます(ターンオーバー)。輸送されるメラノソームの量および色素の割合により皮膚、眼および毛髪の色が決まります。このメラニンの生成と移送が局所的に過剰になると角質層に沈着し、日焼けあるいはしみ、そばかすなどの一因となります【シミ・くすみのメカニズム】 

外用剤のポイント

表皮の外側部分の角質層は、ケラチンという強固なタンパク質で構成されています。角質層は水をはじき、細菌やウイルス、その他の異物が体内に侵入するのを防ぐバリア機能の役割を果たしています。基底層にあった分裂能力のある細胞が分化したもので、細胞代謝サイクルは、内側から外側(表皮)に向いています。様々なメラノサイトの生理的な機能に作用を与えようとして化合物を角質層に外用剤として塗布して作用させようとすることは、バリア機能を備えた角質層を透過し、メラニン生成細胞あるいはその周囲にまで達して意図した薬剤効果を発揮させることに他なりません。これを具現化するには、生体の防御機能に勝る強力な浸透力が必要です。物理化学的あるいは免疫的に皮膚に刺激反応あるいは感作反応、細胞壊死を生じさせずに、如何にして皮膚バリアを越えて薬剤をメラノサイトへ浸透到達させるかが、美白剤に限らず外用剤の開発では重要なポイントです。

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