1-1：皮肤的颜色
人体肤色根据人种不同而有白、黄、棕、黑之分，同一人种存在个体差异，即使同一个人在同一个时期，不同部位的颜色也不尽相同。一般而言，女性较男性淡，青年较老年淡，阴囊、阴唇、乳晕、乳头、肛周与腹部着色较深，掌跖较淡。人类的肤色受很多因素影响，如皮肤表面的反射系数，表皮和真皮的吸收系数，皮肤各层的厚度，吸收紫外线和可见光的物质含量等。影响皮肤颜色变化的因素主要有以下三类。
（1）皮肤内各种色素的含量与分布状况 皮肤的色素物质主要包括黑色素、胡萝卜素，其中黑色素是决定皮肤颜色的主要因素。黑色素由黑素细胞产生，不同种族的人群，因产生黑色素的量的差异，色素沉积的程度也存在差异。黄色人种其皮肤的颜色与皮肤内含有的胡萝卜素有关，胡萝卜素呈黄色，多存在于真皮和皮下组织内。
（2）皮肤血液内氧合血红蛋白与还原血红蛋白的含量 皮肤的颜色还受血液内氧合血红蛋白与还原血红蛋白含量的影响。血红蛋白（血色素）呈粉红色、氧合血红蛋白呈鲜红色、还原血红蛋白呈暗红色，各种血红蛋白含量和比例发生变化会导致皮肤的颜色也随之改变。
（3）皮肤的厚度及光线在皮肤表面的散射现象 肤色还受皮肤表皮角质层、表皮透明层及颗粒层厚度的影响。若角质层较厚，则皮肤偏黄色；颗粒层和透明层较厚，皮肤偏白色。此外，光线在皮肤表面的散射现象也会影响皮肤的颜色。在皮肤较薄处，因光线的透光率较大，可以折射出血管内血色素透出的红色，皮肤呈红色；在皮肤较厚的部位，光线透过率较差，只能看到皮肤角质层内的黄色胡萝卜素，因此皮肤呈黄色。老年人的皮肤，则由于真皮的弹力纤维变性断裂，弹性下降，加之皮肤血运较差而呈黄色。
除色素的形成、皮肤的厚薄外，皮肤中血管数目、皮肤血管是否充血、血液循环快慢等，都可直接影响皮肤的颜色。此外，体内的代谢物质像脂色素、含铁血黄素和胆色素等也会影响皮肤的色素改变，进而改变人体肤色。此外，肤色改变还可由药物（如氯苯酚嗪、磺胺）、金属（如金、银、铋、铊）、异物（如文身、粉物染色）及其代谢产物（如胆色素）的沉着而引起，或由于皮肤本身病理改变如皮肤异常增厚、变薄、水肿、发炎、浸渍、坏死等变化引起。
1-2：黑色素的形成与生物学作用
（1）黑色素细胞 医学解剖学将人体皮肤分为三层：表皮、真皮和皮下组织。皮肤中除含有皮肤附属器（毛发、毛囊、皮脂腺、汗腺及指趾甲等）外，还含有丰富的血管、淋巴管和神经。在显微镜下观察，皮肤是由多种形态各异的细胞组成，它们的生理功能各不相同。皮肤的表皮由两大类细胞组成：一类是角质形成细胞即角朊细胞，角朊细胞在向角质细胞演变过程中形成基底层、棘细胞层、颗粒层和角质层（在手掌和足跖，角质层和颗粒层之间还有透明层）四个层；另一类是树枝状细胞，黑色素细胞是树枝状细胞的一种。黑色素细胞分化自胚胎组织。在胚胎发育的第8周和第11周之间，形成不定形的黑色素细胞——并向表层迁移，最终在表层定型，存在于皮肤、视网膜和毛囊部位。黑色素细胞是一种高度分化的细胞，其细胞浆内有一种负责黑色素体内合成的特殊细胞器——黑素小体。该细胞镶嵌于表皮基底层细胞之间，平均每10个基底细胞中有1个黑色素细胞，其分布随部位而不同。每个黑色素细胞与周围的约36个角朊细胞构成一个结构和功能单位，被称为表皮黑色素单位，该单位协同完成黑素的合成、转输和降解工作。黑色素细胞产生黑色素，传递给周围的角朊细胞，停留在这些角朊细胞的细胞核中，防止染色体的光辐射损伤。皮肤的颜色来自于角朊细胞内存储的黑色素。研究表明皮肤及头发的颜色并非取决于黑色素细胞的数量，而是取决于黑素小体的数量、大小、分布及黑素化程度。人体的正常与健康的肤色是黑色素合成与代谢平衡的结果。
（2）黑色素的生物学作用 对于人类而言，黑色素是防止紫外线对皮肤损伤的主要屏障。黑色素能吸收大部分紫外线，从而保护或减轻由于日光照射而引起的皮肤急性或慢性损伤。含黑色素较少的皮肤，通常容易发生日光性晒伤，长期日晒后容易发生各种慢性皮肤损伤，严重者甚至引发癌变。研究显示，基底细胞癌、鳞状细胞癌和黑色素瘤等肿瘤在白种人中的发病率远高于黑种人。黑色素还能保护体内叶酸和类似的重要物质的光分解。黑色素合成可增加人在炎热气候下的热负荷，黑种人吸收阳光中的热能比白种人所吸收的热能多30%。但是黑色素的形成会妨碍皮肤中维生素D的合成，因此在营养不良的黑种人儿童中佝偻病更为常见。
（3）黑色素的产生 黑色素为高分子生物色素，主要由两种醌型的聚合物组成，分别是真黑素和褐黑素。其中真黑素是皮肤中色素的最为重要的组成成分。皮肤中黑色素的形成过程包括黑色素细胞的迁移、分裂、成熟、黑素小体的形成、黑色素颗粒的转运以及黑色素的排泄等一系列生化过程。黑色素细胞中黑色素的合成过程主要通过以下过程实现（图3-1）：
①在酪氨酸酶的催化作用及氧化物质的参与下，酪氨酸被氧化为多巴醌；
②多巴醌进一步氧化为多巴和多巴色素，多巴是酪氨酸酶底物，它被催化重新生成多巴醌；
③多巴色素在互变酶的催化下转变为5,6-二羟基吲哚（DHI）和5,6-二羟基吲哚羧酸（DHICA），并在各自的氧化酶作用下氧化生成真黑素；
④在此过程中，多巴醌与半胱氨酸或谷胱甘肽反应，生成半胱氨酰多巴，进而转变为黑色素的另外一种组成褐黑素，目前关于褐黑素在皮肤中的功能尚无文献报道。
图3-1 黑色素的生成
从生物化学的角度来看，黑色素的形成必须有基本原料酪氨酸，以及“三酶”“一素”“一基”共同完成。“三酶”主要是酪氨酸酶、多巴色素互变酶、DHICA氧化酶。酪氨酸酶属于氧化还原酶，是黑色素形成的主要限速酶，因此其活性大小决定了黑色素形成的数量多少。多巴色素互变酶又称酪氨酸酶相关蛋白，主要调节DHICA的生成速率，主要影响黑色素分子的大小、结构和种类。DHICA氧化酶是酪氨酸酶同源的糖蛋白，除了参与黑色素的代谢，还影响黑色素细胞的生长和死亡。“一素”指内皮素，又称血管收缩肽，存在于血管内壁，受雌激素和紫外线的影响。“一基”指氧自由基，广义上包括带有未配对电子的原子、离子或功能基。在正常生物代谢过程中，机体会不断产生氧自由基。氧自由基可被细胞内防御系统快速清除，因此无细胞损害。当机体暴露于电离子辐射、环境污染、放射性物质等外部诱导因素下，细胞内氧自由基大量生成，并分布于细胞膜和线粒体内。由于其具有高度活泼性，氧自由基可以与细胞内的各种物质发生反应，影响细胞的正常状态。在皮肤结构中，氧自由基可与结缔组织中的胶原蛋白作用，导致共韧性降低引起皱纹，并参与黑色素形成的氧化过程，造成色素沉积。
1-3：色斑的分类与形成的原因
色斑，也称面部皮肤色素代谢障碍性疾病，是由于皮肤黑色素分布不均匀造成的皮肤斑点、斑块或斑片。（1）色斑的分类 皮肤色斑是由于皮肤内色素增多而出现的褐色、黄褐色、黑色等小斑点，如黄褐斑、蝴蝶斑、黑斑、老年斑等。黄褐斑，是一种发生于面部的色素代谢异常、沉着性皮肤状况，多见于中年妇女，其主要表现为面部出现大小、形状不一的黄褐色或灰黑色斑，常对称分布于额、面、颊、鼻和上唇等部位，不高出皮肤，边界清楚，长期存在，日晒后往往加重。雀斑，一般分布于脸部容易受日光照射的区域。黑斑，又称蝴蝶斑，集中于两颊，形似展开的蝴蝶。老年斑，一种老年性皮肤病变，在医学上叫作脂漏性角化症晒斑。（2）色斑的形成原因 ①内部因素a.遗传基因。遗传是决定肤色和色斑的最为关键的因素。b.精神因素。紧张、劳累、长期受压引发肾上腺素分泌，破坏人体正常的新陈代谢平衡，导致皮肤所需营养供给缓慢，促使黑色素细胞变得活跃，进而导致色素沉积。c.激素分泌失调。女性在孕期或服用避孕药的过程中出现激素分泌失调是导致育龄女性产生皮肤色斑的重要原因。怀孕中因女性雌激素的增加，在怀孕4～5个月时容易产生色斑，大部分随着产后激素水平的回落会逐步消失。个别产妇由于新陈代谢异常、强烈紫外线辐照、精神等因素的干扰，也会出现色斑加深的现象。避孕药里所含的雌激素，也会刺激黑色素的大量合成。d.疾病和新陈代谢缓慢。肝的新陈代谢功能不正常、卵巢功能减退、甲状腺功能亢进都将导致色斑的生成。e.皮肤的自愈过程。皮肤过敏、外伤、暗疮、粉刺等在治疗的过程中受过量紫外线照射，皮肤为了抵御紫外线损伤，在炎症部位聚集黑色素，造成色素沉着。②外部因素a.紫外线。在紫外线照射下，人体为了保护皮肤，会在基底层产生黑色素，因此长期的紫外线照射将可引起皮肤色素沉着，或加深皮肤色斑。b.不良的清洁习惯。不正确的清洁习惯使皮肤变得敏感，也能引起黑色素细胞分泌黑色素。
1-4：皮肤美白祛斑的基本原理
根据皮肤色斑形成基本原理可知，要使肤色均匀，白皙，就需要减少皮肤中黑色素的累积，主要途径有两种：
（1）抑制黑色素的生成
①抑制酪氨酸酶的生成和活性。在黑色素合成的“三酶一素一基”理论中，酶的催化活性决定了黑色素合成的整个环节，而在三酶中，酪氨酸酶在黑色素的生物合成中扮演了关键角色，因此抑制酪氨酸酶的活性或者数量是皮肤美白剂的重要发展方向，且在化妆品的生产上，酪氨酸酶抑制剂是应用最为广泛的皮肤美白剂。酪氨酸酶抑制剂的作用机制可总结为：减少多巴醌的生成，如维生素C，它能够减少多巴醌向多巴的还原，进而减少多巴色素和最终的黑色素的生成；清除多巴醌，常见的有含硫化合物，这类化合物能够与多巴醌结合生成无色物质，减少黑色素的合成原料；竞争型酪氨酸酶抑制剂，该类物质能够作为新的底物与酪氨酸酶结合，与酪氨酸发生竞争关系，这类物质多为与酪氨酸或多巴结构类似的化合物，如苯酚或儿茶酚衍生物；非特异性的酶灭活剂，通过非特异性的酶蛋白变性实现酶活性的抑制；特异性的酪氨酸酶灭活剂或抑制剂，通过化学键的形式可逆或不可逆地结合酪氨酸酶，使得催化剂的结构发生变化而发生暂时或永久的失活。
②清除氧自由基。酪氨酸酶是一种含铜需氧酶，在酪氨酸转化为多巴的反应过程中，必须有氧自由基参加。在此过程中，氧自由基既是引发剂又是反应物，酪氨酸酶的催化氧化过程，其实也是人体内清除自由基的过程。氧自由基的清除可以阻断酪氨酸酶的催化反应，从而使酪氨酸氧化反应的强度减弱。美白化妆品配方设计时常加入自由基清除剂以实现美白的效果，如维生素E、超氧化物歧化酶（SOD）、维生素C等。
③防止紫外线的刺激。紫外线照射是诱导黑色素生成的最为常见的外部因素，任何形式的色斑沉积均会由于紫外线的刺激而出现加深的现象，因此防止紫外线照射是防止黑色素生成的重要的人为可控的方式。
（2）促使黑色素的快速排泄 黑色素排泄主要有两条途径：一是黑色素在皮肤内被分解、溶解和吸收后穿透基底膜，被真皮层的嗜黑色素细胞吞噬后，通过淋巴液带到淋巴结再经血液循环从肾脏排出体外；二是黑色素通过黑色素细胞树枝状突起，向角朊细胞转移，然后随表皮细胞上行至角质层，随老化的角质细胞脱落而排出体外。黑色素细胞形成黑色素的合成率，与其被摄取、转运后的清除率，在体内通过一系列反馈、影响机制而保持同步，处于动态平衡，从而维系着人类肤色的相对稳定。色斑的形成从生物学角度而言，是由于黑色素排泄速率低于生成速率，因此加速黑色素的排出是皮肤美白的有效手段。加速黑色素排泄的方式通常是通过在化妆品的配方中加入细胞新陈代谢促进剂，如果酸、维生素等。
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