首先，什么是阿斯塔克桑丁？Astaxanthin(虾青素)是近年来备受关注的护肤和食品营养成分，被誉为“地球上最强大的天然抗氧化剂之一”。
其本质是一种橙红色的类胡萝卜素。大家知道三文鱼肉有那种令人感到舒适的橙红色、虾或蟹烧熟后显示的迷人橙红色——没错，这就是虾青素的颜色。图1 三文鱼的橙红色源自于虾青素（图源：）但虾青素实际上不是由动物自身产生的，而是来自藻类或者酵母，特别是雨生红球藻[1]。这些生物合成虾青素的目的是为自身提供抗氧化保护，特别是抵抗紫外线诱导的损伤。动物摄入了含有虾青素的食物后，便获得了虾青素，从而也能够享受抗氧化保护的好处。二、虾青素的功效基础目前的研究已知虾青素有多重基础功效，包括抗氧化、抗炎、减轻光损伤、DNA修复、抑制基质金属蛋白酶等，Kritarth Naman Singh MBBS对相关作用进行了系统综述[1]，在此对有关内容作以简要介绍。 我们此前已推送过专文讲述抗氧化对皮肤抗衰老的重要性（参见
皮肤衰老、抗氧化和抗衰老综合策略
）。简言之，自身代谢中和环境压力下，体内会产生过量自由基（包括活性氧簇、羟自由基、过氧化氢自由基、一氧化氮自由基等），可以损伤细胞膜（脂质过氧化损伤）、线粒体、DNA等关键的细胞结构，促进黑素生成、加速衰老，因此抗氧化是抗衰老的基础工作。据Nobuyoshi Shimidzu等的研究，在氘代三氯甲烷中，虾青素的抗氧化能力是维生素E的540倍，在是氘代三氯甲烷和氘代甲醇（CD3OD）混合溶液中，它清除单线态氧自由基（属于自由基的一种）的能力是胡萝卜素的40倍[2]。维生素E的抗氧化能力是维生素C的50倍，如此计算下来的话，在特定的体外测试模型中，虾青素的抗氧化能力是维生素C的25000余倍。一项研究测试了多种抗氧化剂对细胞膜脂质过氧化损伤的保护能力，发现虾青素的效力是维生素E的100倍[3]。这些研究表明虾青素是一种非常强大的抗氧化剂，因此可能在护肤、抗衰老、保护身体免受自由基伤害方面发挥重要作用。Nobuyoshi Shimidzu等[2]发现在测试的8种类胡萝卜素中，虾青素抗氧化能力是最强的。
图2 虾青素的化学结构，引自[4]虾青素的抗氧化能力[2, 5]是其改善皮肤状况和抗衰老的基础。我们已经知道，紫外线对皮肤的损伤一部分机制是诱导炎症，光老化的皮肤从病理学上看与慢性炎症非常类似，研究发现虾青素可以减少炎症因子，例如白介素（interleukin，IL）-8和肿瘤坏死因子（TNF）等。皮肤细胞的DNA在紫外线照射下会被损伤，形成有一种特有的结构——环丁基嘧啶二聚体（CPD，参见：
光裂合酶——皮肤光损伤修复的利器
）。有研究发现虾青素可以改变DNA的修复动力学过程，并可能减少对DNA的损伤，起到稳定DNA的作用。除此之外，虾青素通过直接或间接途径还可以抑制基质金属蛋白酶活性，从而减少真皮细胞外基质（即胶原蛋白、弹性纤维和糖胺聚糖）的降解，从而延缓真皮衰老；虾青素还可以促进损伤愈合[6]。三、虾青素在护肤上的应用由于虾青素的多种作用基础，应用于护肤品可起到抗衰老、减轻皮肤损伤、缓解炎症、促进损伤愈合等效果，这方面也有相当多的动物和临床实验研究进行了探索和证实。比如SUSUMU HAMA等将虾青素制作成脂质体配方，测试了配方对紫外线诱导的无毛小鼠皮肤损伤的预防作用[4]。将小鼠皮肤涂抹上虾青素，再用紫外线照射之，发现虾青素处理后的皮肤可以成功避免被紫外线损伤、起皱。组织学层面上，虾青素阻止了角质层异常增厚、减少了真皮胶原蛋白损伤。这说明虾青素可以减轻紫外线对皮肤造成的光老化。Anak Agung Gde Putra Wiraguna等[7]也进行了类似的动物实验，结果与SUSUMU HAMA等的研究一致。
图3 虾青素处理小鼠皮肤可以成功避免被紫外线损伤起皱及角质层异常增厚（引自参考文献[4]）：上排，未用虾青素皮肤；下排：使用了虾青素的皮肤。HYUNGWOO KIM等[8]将二硝基苯涂抹在小鼠耳朵上，诱导接触性皮炎，考察虾青素对于接触性皮炎的作用。发现虾青素成功地减轻了炎症，小鼠耳朵厚度、水肿、海绵化及炎症因子等均得到了改善。
图4 不同浓度的虾青素均可以减轻二硝基苯诱导的小鼠耳朵接触性皮炎的肿胀及炎症（引自文献[8]）Ju Ho Park等用邻苯二甲酸酐在小鼠皮肤上诱导特应性皮炎，发现虾青素对特应性皮炎的炎症有显著的作用[9]。Kumi Tominaga等[10]用开放实验测试了虾青素对人皮肤的作用，发现皮肤皱纹得到了改善，衰老性的色素斑点、皮肤纹理、弹性、角质层的水分等指标都得到了改善。
图5 虾青素对眼尾皱纹的改善效果（图片引用自文献[10]）还有很多其它的研究结果，就不一一列举了。随着技术的进步，现在已经可以大规模地利用雨生红球藻提取虾青素，为它的广泛应用提供了基础，虾青素在护肤品中的应用也越来越多。这里介绍一款来自韩国的德妃虾青素乳液。
图6 德妃虾青素乳液
这款精华乳的特点简要地说是这样的：1）真正添加了虾青素。判断是否添加了虾青素，可以从颜色上看，因为虾青素是橙红色的，所以添加了虾青素之后，会使得乳液呈粉红色——注意，不能添加得过多，否则我们整个脸涂上去会红得像煮熟的虾，那可受不了（图7左，原料来自法国仙婷）。
图7 虾青素溶液与德妃虾青素乳液的颜色
2）使用了单层脂质体技术，使虾青素保持稳定。简单地说，脂质体是利用与皮肤亲和力非常好的磷脂形成的包囊结构的小球，里面装载有效成分（关于脂质体技术，可参见《药妆品》中文第三版第2章），将有效成分与小球外面的水隔绝起来，这样就能避免有效成分被氧化、失效。虾青素正是一种需要这种技术的成分，因为没有这种技术的话，虾青素长时间接触到水中的氧，容易损失活性。图9是德妃虾青素乳液在显微镜下的照片，我们可以看到乳液颗粒是一个个的球囊状，右下角我们画出了它的结构模式图。值得一提的是，德妃所选用的脂质体壁材形成的这种结构，赋予了乳液非常优秀的、顺滑而不油腻的肤感。同时，这种结构还具有缓释作用（一个售价中等的护肤品应用这样的技术可以说很良心了）。
图9 德妃虾青素乳液中所含的单层脂质体3）除此之外，配方中还添加了一种很有名的七种植物成分复合物，叫“CalmYang”，该成分专门用于舒缓皮肤，以防止干燥并舒缓敏感性皮肤。4）配合了多种其它有效的护肤成分，包括乳酸杆菌发酵产物（促进皮肤微生态平衡）、肽复合物（促进皮肤年轻化和损伤修复，减轻皱纹）、荷叶愈伤组织培养物提取物（促进皮肤损伤修复）、构树皮提取物（可以强力抑制黑色素合成）、透明质酸、水解胶原（带来良好的保湿性和丝滑肤感）等。我们作了一下简单的测试，看看这款德妃虾青素乳液是否可以清除自由基，所使用的方法仍是将少量产品（1g）加入到4ml的DPPH自由基乙醇溶液中，DPPH自由基的浓度为100ug/ml，反应时间为30min。如果自由基被中和（清除），则溶液的颜色就由此色会变浅。由右图可见，加入虾青素乳液后，溶液的颜色明显变浅了。必须要指出一点，就是我们没有把包裹的虾青素通过处理全部释放出来，因此这只是一部分虾青素的作用，如果全部释放出来的话（比如通过加温或囊壁破碎），试管中DPPH溶液的颜色会更淡。
图10 德妃虾青素乳液可清除DPPH自由基
我个人也试用了这款产品一周左右，特别是在受损的皮肤上使用，没有产生刺激。优秀的肤感（得益于这种脂质体技术及其壁材）让人觉得非常舒适，滑而不腻、润而不油，相信很多人都会喜欢。
图11 德妃虾青素乳液上手试用效果图11是德妃虾青素乳液的外观质地及涂抹在皮肤上的肉眼观效果。涂抹后即刻，皮肤上还有一点高光的感觉，一分钟后，显现非常自然而润泽肤色。对于抗衰老、紧致肌肤需求的童鞋，可以考虑将它收入囊中。四、总结
- 虾青素是来天然来源的一种类胡萝卜素，颜色橙红，可以作为优秀的护肤品原料。
- 虾青素的作用基础包括强力抗氧化、抗炎、减轻紫外线损伤、促修损伤复和愈合、促进DNA损伤修复等。这些作用都通过了体外试验、动物试验和人体实验证实。
- 虾青素在皮肤上外用，可用于抗衰老，减少皱纹、细纹、老年斑、减轻紫外线诱导的光老化和光损伤；用于干性皮肤可以增加皮肤含水量、强健皮肤屏障、降低经皮水分流失。在皮肤病辅助治疗上，可用于改善与氧化应激相关的皮肤病，例如黄褐褐斑、银屑病等[1]。
- 采用单层脂质体技术等新型经皮输送系统，可以保持虾青素的活性，并赋予产品优秀的肤感，使虾青素的作用得到尽可能的发挥。
其实，虾青素不仅可以添加入化妆品中外用，还可以作为营养添加剂，通过内服起到改善健康和皮肤的作用。关于这方面的研究进展，我们将持续关注，并适时为大家讲述。另外，从近期了解的品牌来看，越来越多的品牌把新的技术、制剂方式引入了护肤品中，包括防蓝光技术、经典脂质体技术、单层脂质体技术等，护肤品的技术含量越来越高，活性成分更有效添加和利用，效果势必越来越好，这是消费者之福。以技术推动配方和产品进步，是化妆品（包括护肤品）发展不可逆转的趋势。
作者简介：
- 理性护肤运动发起人，同济大学医学院皮肤学博士生，创办中国第一个私人非盈利性皮肤学实验室，专注于美容皮肤学、皮肤和化妆品的关系研究。
- 著作：《素颜女神：听肌肤的话》、《享瘦之门》、《听肌肤的话2：问题肌肤护理全书》；
- 译作：《药妆品》(Cosmeceuticals)第3版、《美国皮肤学会痤疮治疗和护理指南(2016版)》；
- 第一作者论文发表于Experimental Dermatology、Journal of Cosmetic and Laser Therapy、Dermatology、《临床皮肤科杂志》、《中国皮肤性病学杂志》、《中国美容医学》等。
- 微博关注84万+，知乎关注35万+
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参考文献[1]Ng Q X, De Deyn M, Loke W, et al. Effects of Astaxanthin Supplementation on Skin Health: A Systematic Review of Clinical Studies [J]. J Diet Suppl, 2020:1-14.
[2]Shimidzu N, Goto M, Miki W. Carotenoids as Singlet Oxygen Quenchers in Marine Organisms [J]. Fisheries Science, 1996,62(1):134-137.[3]Kurashige M, Okimasu E, Inoue M, et al. Inhibition of oxidative injury of biological membranes by astaxanthin [J]. Physiol Chem Phys Med NMR, 1990,22(1):27-38.[4]Hama S, Takahashi K, Inai Y, et al. Protective effects of topical application of a poorly soluble antioxidant astaxanthin liposomal formulation on ultraviolet-induced skin damage [J]. J Pharm Sci, 2012,101(8):2909-2916.[5]Rodrigues E, Mariutti L R, Mercadante A Z. Scavenging capacity of marine carotenoids against reactive oxygen and nitrogen species in a membrane-mimicking system [J]. Mar Drugs, 2012,10(8):1784-1798.[6]Meephansan J, Rungjang A, Yingmema W, et al. Effect of astaxanthin on cutaneous wound healing [J]. Clin Cosmet Investig Dermatol, 2017,10:259-265.[7]Wiraguna A, Pangkahila W, Astawa I N M. Antioxidant properties of topical Caulerpa sp. extract on UVB-induced photoaging in mice [J]. Dermatol Reports, 2018,10(2):7597.[8]Kim H, Ahn Y T, Lee G S, et al. Effects of astaxanthin on dinitrofluorobenzene-induced contact dermatitis in mice [J]. Mol Med Rep, 2015,12(3):3632-3638.[9]Park J H, Yeo I J, Han J H, et al. Anti-inflammatory effect of astaxanthin in phthalic anhydride-induced atopic dermatitis animal model [J]. Exp Dermatol, 2018,27(4):378-385.[10]Tominaga K, Hongo N, Karato M, et al. Cosmetic benefits of astaxanthin on humans subjects [J]. Acta Biochim Pol, 2012,59(1):43-47.
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