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引言
对于人体自身来讲，最大的挑战主要来自衰老与疾病。特别是随着物质生活的改善，人们不仅仅期望寿命延长，更期待“青春”的延长，期待拥有比年龄更年轻的容颜。因此抗衰老化妆品成为越来越重要的化妆品品类，是30岁以上女性和男性消费者的首选。
年长者与年轻者的皮肤的差别主要表现光滑程度下降，出现皱纹，色泽暗淡，局部色斑等。如果用科学术语，就是L值（亮度）下降，water content（皮肤含水率）降低，TEWL（经皮水分流失）提高，fine wrinkle(细纹)增加等等。相关研究认为，人体老化主要分为内源性和外源性，即受基因控制的复杂机体衰老的不可逆过程，以及受外在气候环境及作息饮食影响的加速老化过程。老化过程中，细胞合成代谢能力下降，为皮肤表皮提供脂肪酸，神经酰胺，透明质酸及其它成分相对减少，削弱皮肤屏障的功能。同时代谢过程产生的大量自由基促进皮肤里一些成分氧化，交联，形成不易分解的物质，使皮肤不均匀而导致皱纹。此外由于外在或内在的因素造成的炎症反应，促进黑色素异常分泌或色素沉着，导致皮肤黑化或者局部色斑。(1)
对于抗衰老的研究是一个系统的工程，需要长期跟踪和测试。由宝洁公司资助的哈弗大学一个研究小组在今年六月出了一份皮肤基因学调查报告，提出不同年龄段女性皮肤的主要变化：20岁阶段皮肤抗氧化反应逐渐下降，30岁阶段皮肤的生物能下降，40岁阶段出现细胞衰老加快，50岁阶段皮肤屏障功能下降，60岁阶段上述各种变化都加速。(2)
真正抵抗衰老可能需要内服外用兼施，才会有更好的效果。但是对于化妆品而言，研究一个局部皮肤使用的抗衰老配方，延缓衰老，改善老化状态，是消费者乐于接受的一个非常重要的外在手段，其局部使用性也决定其安全性相对更高。
在众多抗衰老的成分中，人们似乎忽视一个与人体相容性非常好的天然成分，这就是：维生素BT，即L-肉碱（L-Carnitine）。
大约在110年前，俄国科学家Gulewitsch和Krimberg最早从肉类提取物中发现了这个物质，并认为它是一种类维生素的人体不可缺少的营养物质，而将其命名为Carnitine （肉里提取的氨基酸）(3)。美国科学家G Fraenkel在1948年在Nature上发表论文：BT, a new vitamin of B-group and its relation to the folic acid group, and other anti-anaemia factors. 研究从肝脏和乳清提取的新的B组维生素BT与叶酸用于抗贫血的作用(4)。 至少在1951年，G Fraenkel 刊登在 Archive of Biochemistry and Biophysics中的论文：Effect and distribution of vitamin BT. 用的仍然是维生素BT名, 研究它对米虫的生长的影响(5)。1952年7月G Fraenkel发表论文：chemical studies on vitamin BT . Isolation and characterization as carnitine. 正式认定之前定义的维生素BT的结构就是Carnitine （6）。 至此，二者获得了统一。Carnitine有D型和L型，D-Carnitine 没有生物活性，只有L-Carnitine才具有生物活性，中文直译过来为“L-肉碱”。
L-肉碱
L-肉碱的英文化学名：(R)-3-Hydroxy-4-(trimethylammonio) butyrate，其结构可以简述为β位有羟基的氨基酸，具有两性特点，或形成内盐。常温下是固体晶状物，化学性质稳定，合成方法有化学合成法和生物发酵法。它极易溶于水，具有强的吸湿性，容易潮解，工业上可以使用特殊工艺获得的的液体L-肉碱，如Carnie L40。
Fraenkel 在论文“Effect and distribution of vitamine BT”中发现大部分动物内脏都有L-肉碱（5）。1959年，Fritz发表在American Physiological Society的论文“Action of carnitine on long chain fatty acid oxidationby liver”，确认肉碱是长链脂肪体内氧化过程中的必需载体（7）。之后多篇论文阐述肉碱在脂肪进入细胞线粒体氧化过程的重要作用，从而认为它是人体必需物质（8）（9）。 Lacobs 在论文中详细的总结了脂肪酸进入线粒体的β过氧化过程中L-肉碱的运输作用（10）。这些研究清楚地解释了L-肉碱促进脂肪分解，参与人体的能量代谢过程，说明L-肉碱是帮助机体获得能量来源的重要桥梁和促进的物质。
L-Carnitine 分子结构， CAS No. 541-15-1
Vaz的研究证明L-肉碱可以由赖氨酸和蛋氨酸通过生物酶TMLD，HTMLA，TMBA-DH和BBD催化作用在动物体内合成产生。这个过程过去通常被认为只有在肝脏等内脏中才能发生（11）。
2003年日本佳丽宝（Kanebo公司）科学家Osamu tanno等在研究报告发现有L-肉碱转运功能低下的皮脂腺疾病的幼鼠，其表皮所含L-肉碱的量与健康正常鼠类似，因此推测皮肤也具有合成L-肉碱的功能（12）。他们在2010年的研究中进一步报告，通过H3标记赖氨酸与表皮角质细胞共同培养，并通过HPLC进行测定，充分证明L-肉碱是可以在表皮中合成（13），这为研究L-肉碱对于皮肤健康的重要性打开重要的窗口。
L-肉碱活化角质细胞，及促进表皮细胞间质合成
1989年Costell等发表的论文研究了年龄与肌肉中L-肉碱的含量关系，发现即便是健康的人与动物（鼠），随着年龄的增长，肌肉中所含的左旋肉碱水平大幅下降，呈高度负相关性（14）。我们知道50岁以上的人的皮肤屏障功能下降比较快，那么L-肉碱与皮肤屏障的构成是否也有相应的关系呢？
皮肤屏障主要有细胞间质构成，它们包括脂肪酸，神经酰胺，透明质酸，胆固醇等，起到锁水作用，柔润表皮的作用，使皮肤看起来滋润光滑。如果这些物质减少或者缺乏，皮肤就非常容易干燥，不柔软，并出现大量细纹。
Osamu tanno通过L-肉碱与角质细胞共同培养，研究了L-肉碱促进角质细胞的β氧化速率的作用。结果如图-1所示。L-肉碱的添加量从1 um提高到100um，β氧化速率从2.4倍提高到4.7倍。证明L-肉碱对于角质细胞的能量代谢同样有促进作用，将能够有效活化角质细胞。(13)
图-1 L-肉碱促进角质细胞的氧化速率的作用
基于对于L-肉碱对于角质细胞的活化作用，Osamu Tanno同时考察了L-肉碱促进细胞间质合成的作用。考察了在添加1um的左旋肉碱的培养下，角质细胞合成游离脂肪酸，胆固醇，神经酰胺，葡萄糖神经胺的量的变化，如图-2所示。相比较未添加对照样，上述物质都有不同程度地提高。游离脂肪酸提高1.4倍，胆固醇提高1.2倍，神经酰胺提高1.2倍，葡萄糖神经酰胺提高1.9倍。研究报告说明表皮中L-肉碱的增加有利于增加细胞间质成分的量，而这些细胞间质是构成皮肤屏障的重要组成，因此L-肉碱的增加有利于皮肤屏障的健康。(13)
图-2 添加L-肉碱与角质细胞混合培养，细胞间质量的变化
L-肉碱的抗氧化作用
Ilhami Gulcin研究了L-肉碱的抗脂质氧化和抗自由基的作用，相关论文发发表在2006年1月的life science上。采用DPPH，总抗氧化力，还原力，超氧阴离子猝灭，过氧化氢猝灭，及金属离子螯合力测定方法。 在用体外法测定总抗氧化力方面，研究不同浓度的左旋肉碱与生育酚（维生素E），Trolox( 类维生素E )的总抗氧化力，结果如图-3所示。 结果表明15ug/ml,30ug/ml,45ug/ml的L-肉碱的总抗氧化力分别达到94.6%，95.4%。97.1%，由于45ug/ml的生育酚88.8%和Trolox的86.2%。在其它的抗氧化，抗自由基，及金属螯合力方面，L-肉碱都非常突出。这些研究结果说明L-肉碱具有较强的抗氧化能力。（15）
图-3 L-肉碱的抗氧化力比较
L-肉碱促进角质更新，改善皱纹的作用
前面提到L-肉碱的结构，是β羟基氨基酸结构。这种结构有类似BHA的作用, 即促角质更新的作用，而且可以认为是最安全的BHA，因为左旋肉碱对于皮肤刺激性几乎为0。
Lonza公司采用硅胶填充模分析法，研究了50位35-50岁志愿者，在使用含4% L-肉碱产品与含4% AHA产品4周，8周后，皮肤表层细纹减少的情况，如图-4。结果表明，使用含L-肉碱的产品比使用含AHA产品，皮肤细纹减少多21.03%。（16）
图-4 L-肉碱与AHA对比细纹减少的结果
Osamu Tanno也研究了使用含L-肉碱的乳霜对皮肤皱纹减少的作用。采用Primos 3D评价系统对志愿者使用6周，12周后皮肤皱纹的评价。结果表明无论是细纹(Rz)还是粗纹（Rmax）都出现明显减少（见图-5），以及皮肤整体纹理（Ra）得到大的改善(见图-6)（13）。这些作用可能与β羟基酸的结构，以及促进细胞间质合成而改善皮肤角质层的构成有很大关系。
图-5 使用含L-肉碱乳霜后皮肤细纹(Rz)和粗纹（Rmax）的分值评估
图-6 使用含L-肉碱的乳霜皮肤整体皱纹改善情况
L-肉碱的保湿作用
根据L-肉碱的结构，带有两个较强的亲水基团：羟基和氨基，可以推测它具有较好的保水作用。
Lonza公司测试在使用含与不含L-肉碱的乳霜配方后，志愿者皮肤的TEWL（经皮水分流失）的变化，如图-7所示。 结果表明，使用含L-肉碱的乳霜具有较好的保湿性，1小时后TEWL降低20%，对比样品只下降10%。4小时后还有10%的降低，而对照样只降低很少量。（16）
图-7，使用含与不含左旋肉碱的乳霜皮肤TEWL的变化
Osamu Tanno也测试了使用含L-肉碱的乳霜皮肤含水率的情况，如图-8 所示（13）。结果表明使用含L-肉碱的乳霜皮肤的含水率一直都高于使用不含L-肉碱的乳霜。
图-8 使用含与不含左旋肉碱的乳霜皮肤含水率的情况
从TEWL和皮肤含水率的活体研究结果说明，L-肉碱在改善皮肤的保湿状况有很大的帮助，特别适合用于干燥性皮肤，以及老化的皮肤，帮助重构皮肤屏障，减少皮肤水分流失。
L-肉碱的经皮渗透性
在局部皮肤使用中，L-肉碱表现出保湿，抗氧化，减少皱纹，促进角质细胞活化，促进细胞间质的合成等各种功能，为在抗衰老产品中使用提供了强有力的科学证据。
有关L-肉碱经皮渗透性是L-肉碱能否进入皮肤表皮发挥作用的关键性能。L.T Fox 在2011年在 Skin Pharmacology and Physiology杂志上发表一篇重要论文：Topical and transdermal Delivery of L-carnitine（L-肉碱局部经皮渗透）（17）。 作者采用 Franz 扩散池，液相质谱仪，以及女性腹部皮肤标本，对L-肉碱（酒石酸盐）的缓冲溶液PBS体系和自备促传输技术 Pheroid体系，进行经皮渗透的研究。研究结果参考图-10，图-11。图-10的结果表明L-肉碱能够经皮渗透，无论是PBS体系还是Pheroid体系。 图-11的结果表明L-肉碱的渗透可以穿过角质层进入表皮及真皮部分。
图-9， L-肉碱PBS体系和Phetoid体系的经皮渗透量
图-10， L-肉碱PBS体系和Phetoid体系的渗透至皮肤不同层的浓度
结语
L-肉碱，或者维生素BT，自1905年发现以来，已经成为人类一种重要的营养物质。虽然国际营养协会在1985年最终认为L-肉碱不能完全归类为维生素，但它作为长链脂肪酸β氧化的重辅酶，在食品药品保健品的应用越来越广。随着在皮肤科学里的应用研究的深入，L-肉碱拥有保湿，抗氧化，减少皱纹，促进角质细胞活化，促进细胞间质的合成等各种功能，以及可以经皮渗透的优势，非常适合在抗衰老化妆品中的使用。
在应用上，L-肉碱，化学性质稳定，不会出现氧化变色等现象，是一种稳定性好的原料。但本身有吸湿性，生产中可使用我们发明的液体L-肉碱 Carnie L 40 ，使用方便。它杰出的水溶性，为它在水剂乳霜，精华水，面膜，爽肤水等产品中应用提供了方便。它是人体器官本身所具有的成分，因此安全性没有任何问题。L-肉碱是一款非常有应用潜力的化妆品原料，特别是针对抗衰老化妆品，是不可忽视的一款安全有效的原料。
作者：喻敏
以上资讯来源于荣格传媒。
