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CLR關於「微生態護膚」的建議

Harald van der Hoeven , Heiko Prade 博士
a:技術市場、科學事務及支援總監, CLR-berlin
b:研發總監,CLR-berlin



摘要
使用來自微生物的原料、嘗試積極影響皮膚微生物群,這種做法在化妝品行業引起了廣泛關注。人們往往採用益生菌溶胞物,來影響或平衡生活在皮膚上的微生物。 皮膚微生物群是皮膚整體中不可缺少的部分。皮膚與其微生物群相互依賴,二者之間的關聯值得深究。本意見書詳細介紹了皮膚微生物群以及它與皮膚的相互作用。 還闡述了化妝品是否能夠影響、如何影響皮膚微生物群,儘管皮膚表面的微生物一直在被殺死並從皮膚上脫落。 此外還解釋了針對皮膚微生物群的美容方法與益生菌溶胞物的關係。


大爆發
「微生態護膚」是熱門話題。 各護膚品牌紛紛推出產品,宣稱有益於皮膚的微生物群、以及或者其配方含有來自于微生物的原料,這類品牌的數量正迅猛增長(1, 2)。 一些品牌甚至宣稱其產品含有活細菌,給皮膚微生物群帶來好處(3,4)。 在供應商這邊,為數不少的活性原料生產商也加入了這場混戰,推出各種「益生菌」和「益生元」新原料。

歷史
自上世紀70年代末以來,CLR 一直利用益生菌生產護膚活性原料。 我們不斷發展這項技術,持續深入瞭解它對於皮膚的具體作用和原理。 從一開始,CLR 就生產出益生菌的溶胞物,其中細菌細胞不僅已經死亡,而且完全分解,這樣確保皮膚細胞充分接觸細菌產生的所有分子,而不僅僅是細胞外表面上的那些物質。

Repair Complex CLR™ PF(INCI 名称:二裂酵母发酵产物溶胞物)、ProRenew Complex CLR™(INCI 名称:乳酸菌发酵溶胞物)等都是基於這項技術的CLR 產品。 Repair Complex 是我們林自由大學和德國弗萊堡大學合作開發的(5, 6 ),
在上世紀80 年代初推出,得到了廣泛採用。 而 ProRenewComplex才剛剛上市幾年,但已經成為具有標杆意義的化妝品原料。


「微生態護膚」有沒有道理?
只需看看益生菌溶胞物的護膚應用情況,答案就很清楚:是的,顯然有。 在 CLR,我們常說:判斷活性原料好壞的唯一標準是看它在市場上是否持久地成功。 多年來,不管「最新趨勢」是什麼,只有那些「真正有用」、 能説明化妝品接二連三被不同市場認可的活性原料才會得到使用。 這些原料被用作配方的「主力」,它們是保證消費者滿意度的基礎,而其他活性原料可能只是用來為市場「講故事」。 在全球護膚行業,Repair Complex 就是著名的最佳「主力」原 料之一。 雖然現在還言之過早,而 ProRenew Complex 我們相信也將贏得這樣的地位。

益生菌溶胞物在本行業取得的成功彰顯了它對於化妝品的重要意義,同時越來越多的科學文獻介紹了益生菌溶胞物對於皮膚的好處(7, 8, 9, 10)。 顯然,消費者對益生菌溶胞物相當滿意,而且這種態度現在有了更多科學依據為後盾。

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圖 1:細菌在皮膚各部位的分佈。



“微生物人”

上述現象並不能解釋益生菌溶胞物在使用中取得的成功。 為此我們需要認識到:人體與體內和體表的微生物群是一個「整體」(11)。 我們的學名與其說是「智人」,不如說是「微生物人」。 人體中生活的微生物細胞數量是人體細胞數量的 1 到 10 倍(12)。 其中 1%會致病,

另外 99%的微生物要麼是「搭便車」,要麼與人體共生。 皮膚與它上面的微生物群互惠互利。 二者相互依存,缺一不可,構成共生關係(13, 14, 15)。

皮膚上生活著數以百計不同種類的微生物(16, 17, 18)。 皮膚微生物群非常多樣化,導致這個課題十分複雜(參見圖1)。 例如我們的臉相當油膩(有許多皮脂腺)。 胳膊很乾燥,而腋窩則十分潮濕溫暖。 因此,皮膚的各個部位形成的不同環境,使得皮膚微生物群的組成也各不相同。卡萊韋爾特稱:「如果把前臂比喻成沙漠,那麼頭皮是溫帶森林,而腋窩就是熱帶雨林」(19)。


對於皮膚微生物群的影響
皮膚的具體環境決定了可以在那裡生存的微生物。 除了導致乾燥、濕潤、涼爽、溫暖等環境的固有外部因素,皮膚本身也有舉足輕重的作用(20, 21)。 如上所述,皮膚產生的皮脂是一個重要決定因素(某些微生物喜歡皮脂,另一些則相反),而表皮分化過程中產生的分子也十分關鍵(20, 22, 23)。 化妝品可以説明減少皮脂,也能影響表皮分化過程。 這為我們打開了一扇有可能(積極)影響皮膚微生物群的大門。
表皮分化的品質很重要,當分化過程受到干擾時,某些皮膚病會造成皮膚微生物群的組成與「健康」皮膚不同( 24, 25)。 例如,在異位性皮炎患者的皮膚上,金黃色葡萄球菌這種病菌的數量增多。 金黃色葡萄球菌對於異位性皮炎的病理生理學機制有重要作用(26)。


年齡、生活方式、飲食、個人衛生等其他影響因素也在研究文獻中有所提及(22, 27, 28)。 從化妝品開發的角度看,這是令人興奮的。 例如我們可以開發一種「抗衰」護膚產品, 用它「喚醒」皮膚微生態。 不過,最近的一些文獻報告了皮膚微生物群的「時間穩定性」(29)(參見圖 2)。這表示在較長時間內,儘管存在上述影響,皮膚微生物群仍然相當穩定。 那麼問題來了:作為化妝品科技人員,我們應該如何以化妝品為手段來「穩定」或「改善」皮膚微生物群?

為了找到答案,我們必須仔細考察健康皮膚微生物群與健康皮膚之間的共生關係。 在護膚市場中,消費者越來越關注「皮膚健康」(30, 31, 32, 33)。 消費者的心態越來越積極,更加重視皮膚的健康外觀(和感受)。 健康的外觀意味著動人的容貌。 或許這能解釋為什麼皮膚微生物群是當下化妝品行業的熱門課題。


「健康」皮膚和「健康」微生物群
什麼是「健康」的皮膚? 答案在於表皮、即皮膚的最外層, 它具有驚人的活力和適應力(34, 35, 36)。表皮會產生成百上千種分子(蛋白質、酶、脂質等等),以維持強大而健康的角質層和局部免疫能力。角質層是人體與外界環境之間的屏障。另外,它的品質對於皮膚的許多重要美學特性非常關鍵,例如健康的外觀(紅潤、均勻、誘人等)和膚感(柔軟、光滑、有彈性等)(37, 38, 39)。皮膚微生物群主要生活在角質層上(以及角質層內,見下文)。

在表皮分化過程中,會產生負責管理皮膚微生物群的「成分」。 這類物質很多,包括能調節 pH 值的分子(皮膚表面的 pH 值約為 5 ,這適合「健康」的皮膚微生物群)(40,41)以及抗菌肽(殺死致病微生物)(42, 43)。 功能正常(健康)的皮膚(表皮)能夠產生維持「健康」皮膚微生物群所需的一切成分。 有趣的是,生活在皮膚上的微生物會與皮膚細胞相互作用,維持/塑造適合這些微生物的環境(20, 44, 45)。 「健康」的皮膚微生物群有利於「健康」的皮膚, 反之亦然。 二者達到動態平衡,這是其共生關係的核心。

不過究竟哪一個占「主導」地位呢? 答案是皮膚(27, 46,47)。 如果表皮分化過程成功(即皮膚健康),皮膚微生物群就會是健康的。 而異位性皮炎、痤瘡、牛皮癬等皮膚病都在表皮分化過程有所缺陷。 這會導致皮膚微生物群改變(48)。 上述三種皮膚病的皮膚微生物群都發生了變化。 例如發生異位性皮炎時,金黃色葡萄球菌能夠定殖皮膚,然後參與皮膚病的病理生理學機制。(金黃色葡萄球菌引發皮膚炎症過程。 金黃色葡萄球菌增加時,異位性皮炎會惡化。 )(24, 49)皮膚患異位性皮炎時表皮分化過程會受影響,皮膚pH值在 7 左右,而金黃色葡萄球菌的適宜 pH 值就在 7 左右(50, 51)。 由此可見起「主導」作用的是皮膚。


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圖2:儘管受到外界因素影響,皮膚微生物群落在應激水準下仍保持穩定。


針對皮膚微生物群設計配方
在設計與皮膚微生物群有關的化妝品配方時,需要考慮對於皮膚微生物群來說不可避免的多種影響。 例如個人衛生,還有在化妝品配方中使用抗菌原料(防腐劑)或者化妝品配方的 pH 值。 生活環境(例如農村生活與城市生活)是另一項重要因素,左右著皮膚微生物群的組成。 皮膚表面的微生物還在不斷損失,例如剃鬚、穿衣等動作產生的磨損,但更重要的是脫皮過程,即死亡的皮膚細胞脫落。 每天都有數以億計的死亡皮膚細胞從皮膚上脫落,同時帶走生活在這些細胞上的數十億微生物(52, 53)。
皮膚表面的微生物會不斷流失或被殺死。 儘管如此,皮膚微生物群的組成仍相當穩定(29)。 據文獻報告,即便使用抗生素和殺菌劑,也只能產生有限的效果(54, 55)。 這些物質確實會殺死微生物,但後者會迅速「反彈」。 在令人驚異的 短時間內,皮膚微生物群就會自行恢復。 上述所有其他影響因素的效果也是一樣。


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圖 3:微生物定殖分離層。


皮膚微生物群會自我更新,就像皮膚那樣
為了開發出有益於皮膚微生物群的化妝品,需要理解上述現象背後的原因。 儘管存在這一切不可避免的影響,但為什麼皮膚微生物群仍如此穩定呢? 為什麼它能迅速反彈,就算接觸了殺菌劑也不怕呢? 答案在於一項最新的科學發現:微生物不僅生活在皮膚表面, 也存在於皮膚內部(54, 55, 56, 57)。 它們生活在角質層裡,具體就是角質層的上半部分, 即分離層(5)(參見圖 3)。 在這裡,死亡皮膚細胞(角化細胞)之間的角化粒發生分解(59)。 皮膚「打開」,允許微生物進入分離層的角化細胞之間。
表皮不斷自我更新,使表皮分化過程與表皮底層的新細胞產生(增殖)過程達到平衡。 從底層到表面,這個過程需要大約四周,而一旦到達表面,皮膚細胞(現在已經成為角化細胞,即死亡的皮膚細胞)就會脫落。 分離層內的微生物隨著角化細胞一起向上移動,最終從皮膚表面脫落或被殺死。 就像表皮那樣,皮膚微生物群也不斷地自我更新。 微生物在表面脫落或被殺死,但皮膚微生物群的真正「來源」一直存在於角質層內,位於分離層的底部。
有鑑於此,對於皮膚表面微生物群的影響所起的作用相當有限。 對於將要脫落、被擦掉或殺死的微生物,無論施加怎樣的影響(例如「補充益生元」),都沒有太大的意義。 意義更大、更持久的是關注角質層內部的微生物「源頭」。 這裡才是皮膚微生物群的真正「根源」。

皮膚及其微生物群相互交織、共生共存,這充分說明瞭表皮分化過程對於皮膚微生物群的重要意義。 如果這些過程正常進行,「源頭」皮膚微生物群的品質和健康就會得到保證。 流于表面的方法只能產生膚淺的效果。




結論
嘗試對皮膚微生物群施加影響是有道理的。 然而,有關皮膚微生物群的科研工作才剛剛起步,還有太多的知識需要我們去探索。 最明智的做法是專注于改善表皮分化過程。 只有當這些過程都能順利進行,皮膚微生物群才能保持健康。 當表皮分化過程各不相同時,會帶來許多與化妝品有關的課題。 例如, 在敏感皮膚(60)、嬰兒皮膚(61)和熟齡皮膚(62)中,表皮分化過程就與所謂「健康」皮膚不同。

使用益生菌(溶胞物)與皮膚微生物群之間存在什麼聯繫呢?它們都是單細胞生物,都能生活于人體,此外再無相同之處。 把益生菌溶胞物用於皮膚時,可以積極影響表皮分化過程。 例如ProRenew Complex 就有這樣的作用。 從機制上講,益生菌溶胞物非常類似於皮膚微生物群中的共生菌與分化皮膚細胞的作用方式。 這是一個很有意義的課題,但並不在本文探討範圍內。

儘管ProRenew Complex 問世不久,它已經在各類產品中得到應用,包括針對衰老人群的護膚品(例如優化角質脫落過程, 這個分化過程在熟齡皮膚中效率下降)以及適合異位性皮炎患者(包括嬰兒)的護膚品(改善分化過程以增強屏障功能),充分證明了它的效果。

綜上所述,使用益生菌溶胞物與皮膚微生物群之間存在重要、密切而又錯綜複雜的聯繫。 為了保持健康的皮膚微生物群,改善表皮分化與更新過程是關鍵所在。 在這方面,益生菌溶胞物已經展示出其強大潛力。




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