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矿物质与微量元素如何应用于护肤品
矿物质有助于维持角质层健康，因此将矿物质和微量元素加入护肤品，在理论上具有很大的发展潜力。市场早已有主打矿物质宣称的产品，近年来此类添加矿物质的护肤品也呈增加趋势。本文依据部分国外科学文献，总结与角质层健康相关的矿物质成分，包括钙、镁、钾、磷、铬、铜、铁、锰、锌、硒和硅，并简要概括涉及这些矿物质和微量元素的护肤品原料。
1 、概述
最初在人类组织中发现矿物质和微量元素时，人们曾以为它们只是无用杂质；后续科学研究则证明，它们是参与人体生理过程的重要角色，也能维持角质层的健康功能。矿物质和微量元素是生命所必需的，尤其作为酶促反应的辅助因子，能够保障许多代谢反应正常进行。化妆品行业早已认识到矿物质的重要性，因为它们有助于维持角质层健康。市场上已有矿物质宣称产品，例如欧莱男士护肤品含有多种矿物质，并对其进行功能宣称。矿物质来自天然来源，也因此可以用于天然护肤品，形成对消费者具有吸引力的宣称。
2 、矿物质的定义
矿物质(mineral)是地壳中自然存在的化合物或天然元素。矿物质通常被分为4大类：
一类矿物质：
在体内和饮食中含量较高的金属元素，每日摄入量通常大于100毫克，涵盖钙、镁、钾
二类矿物质：
在体内和饮食中含量较多的非金属元素，每日摄入量大于100毫克，比如
磷、硫、碳。
三类矿物质：
体内和饮食中含量都很少，但必不可少的金属元素，如铬，铜，铁，锰，锌
四类矿物质：
体内和饮食中含量都很少，但必不可少的非金属元素，如氟，碘，硅，硒。后两者也被称为痕量元素或痕量矿物质。
下文将用这个分类方式，对各类矿物质在人体的作用及在皮肤上的作用做一个综述。
3 、第一类矿物质：
3.1 钙
人体中存在大量的钙，占人体重的2%。同时钙也是体内含量最多的矿物质，大部分存在于骨骼内，是骨骼的组成成分，但也有少数的钙参与了一系列与皮肤营养有关的重要生理过程，它在激素应答、凝血和肌肉收缩的传递过程中参与许多酶促反应。
细胞内的游离钙与表皮角质层间的细胞黏附有关,角质层的钙含量高于表皮层靠下的那一层。钙对保持细胞渗透性及诱导分泌作用很重要。除此之外，皮肤的敏感性与钙含量呈负有关。
过量的钙可以减少皮肤的炎症刺激反应(1)。维生素D可以协助钙吸收，钙有助于维生素B12吸收。表1总结了与角质层健康有关的矿物质。
一句话小结:钙是皮肤的必需营养，可以通过加强屏障功能保护皮肤、增强皮肤滋润度。
3.2 镁
镁是人体组织中常见的元素，它是200多种酶促反应的辅助因子，就人类健康有着重要意义而言，尤其在磷酸盐转换、能量制造、细胞复制、氨基酸合成、脂质代谢。有使用兔子做研究的实验(2)还说明，镁可以促进伤口愈合。除此之外它也是维生素B1和B6代谢的辅助因子。
一句话小结 :
。
镁可以给予皮肤细胞必须的能量从而保持它的健康、紧致肌肤，加强皮肤新生和更新由于表皮细胞具有合成转化氨基酸和蛋白质的功能，镁对于维持角质层健康也非常重要。
3.3 钾
钾可以维持体内电解质平衡。它也是许多酶的辅助因子，特别是与能量产生有关的酶。除此之外，它通过参与碳酸氢盐、磷酸盐平衡、蛋白质的相互作用及钙镁交换，保持酸碱平衡。
一句话小结 :
钾：维持皮肤酸碱度。
可使用的护肤品原料宣称 ( 钙，镁，钾 ) ：
护肤品中添加矿物质成分，有以下3种基本形式：
- 化合物及多种化合物组成的复合原料
- 络合物
- 其它天然成分（比如温泉水，死海盐，植物提取物等）中存在的矿物质元素
就第一大类矿物质钙而言，镁，钾来说，很多护肤品化合物原料本身就含有这些原料，比如氯化钙，氯化钾，硅酸镁铝，天冬氨酸镁等等，都是化妆品常见原料，可以根据具体情况进行添加以便宣称。
第2种提到的络合物矿物质的方式， 在化妆品行业中比较常见的做法是酵母技术生产的络合矿物质。这种方式解决了产品的稳定性问题，而且可提高矿物质的传输。包含有瑞士龙沙集团的酵母技术，在第一类矿物质中，Biomin® Acquacineque Liquid 系列有多种产品，能提供比如酵母菌/镁发酵水解产物等镁，钾，钙络合物， 能为皮肤补充矿物质，滋养皮肤。
4 、第二大类矿物质
4.1 磷
像镁一样，磷也是活细胞的一种常见成分。磷是能量产生与细胞复制所必须的。它是遗传物质的组成元素之一，而且可以激活维生素B族。
除此之外，镁也能调节体液的pH值，参与能量转移，及调节酶的活性。
一句话小结 :
磷：生命的基本组成元素，给皮肤提供健康所必须的能量，对于皮肤细胞更新和再生具有重要作用。
可使用的护肤品原料宣称：
在护肤品中的单独宣称磷基本没有，但与磷有关的提高肌肤能量有关的宣称却很常见，常用的典型原料有三磷酸腺苷（ATP）。及ATP有关的复合物，有关原料涵盖来自RahhAG的HYDRACTIN®， 是三磷酸腺苷，褐藻胶和木瓜提取物的复合物，ATP可保持渗透平衡并促进细胞的新陈代谢。此产品设计为协同作用给肌肤带来水分和能量。
5. 第三类矿物质
5.1 铬
老年人皮肤和头发中铬含量低于儿童和青年，这说明铬可以维持皮肤年轻健康。但,铬的主要功能是葡萄糖耐量因子的组成部分（GTF），能增强胰岛素的作用。铬的其他功能涵盖脂质代谢，有助于防止脂肪在心血管系统中形成粥样硬化斑块（1）。除此之外，铬也与蛋白质合成有关（3）。
一句话小结 :
铬：有助于保持年轻，健康的皮肤。
5.2 铜
铜是许多酶的辅助因子，涵盖与能量代谢、通过再生超氧化物歧化酶和维生素E猝灭自由基有关的酶。它也是合成胶原蛋白和弹性蛋白的必要条件。铜还是皮肤色素沉着（变黑）所必需的元素。
铜就胶原蛋白和弹性蛋白的合成有着重要作用而言，从而对保持角质层健康有不可或缺的意义。缺少铜不仅会影响到角质层的结构和弹性，也会增加血管的通透性。
酪氨酸酶参与皮肤色素沉着过程的各个阶段，铜也是酪氨酸最初氧化为多巴所必要的元素。而酪氨酸酶就是铜-蛋白复合物，而其中铜对酶的活性是相当重要的（4）。
一句话小结 :
铜：保持皮肤健康所必须的矿物质，可以紧致皮肤、抵抗自由基的伤害，协同维生素 E 的修复作用。
5.3 铁
铁控制细胞组织的氧合作用，维持基本生命功能。它能协助消除疲劳及促进皮肤健康。铁是细胞生长、蛋白质合成和载氧不可或缺的物质。值得关注的是，若是三价的铁离子会对皮肤产生副面的影响，将破坏VE的稳定性。铁过量也会影响伤口的复原。
一句话小结 :
铁：维持新陈代谢，保持皮肤健康所必须的矿物质。
5.4 锰
锰是一种必需的微量元素，是丙酮酸羧化酶的一种成分，它参与能量的生产（5）。生物素（维生素H）也需要锰才能产生作用。除此之外，伤口愈合时,皮肤中锰含量上升，这也表明了其在伤口愈合的作用（6）。
锰也是一种糖基转移酶辅助因子,对胶原和弹性蛋白合成所需赖氨酸的羟化反应很重要。除此之外，葡糖胺聚糖（GAG）的合成需要一系列的糖基转移酶，它也是需要锰参与的。而葡糖胺聚糖可以吸收大量的水分，可以起到皮肤的保湿作用，也说明了锰对皮肤保湿的作用。
一句话小结 :
锰：维持皮肤健康 ，给予肌肤能量，对保湿有关键作用，加强皮肤细胞再生和更新。
5.5 锌
体内有大约20%的锌存在于皮肤中。锌是人体细胞生长所必须的（7），体内有100金属酶中含有锌（8），其中就有和RNA及蛋白质合成有关的酶。
除此之外，胶原蛋白聚集成纤维束结构的最后步骤的关键酶中就含有锌 。这说明锌可以协助伤口愈合。实验也发现，缺锌动物的伤口组织中，胶原蛋白和RNA都较少，这也支持了上面的观点。所以锌盐常用来治疗皮肤疾病，如皮炎和银屑病。
一句话小结 :
锌：增强皮肤紧致度。协助维持皮肤健康 ：加强皮肤再生和更新。
可使用的护肤品原料宣称（铬，铜，铁，锰，锌）：
护肤品行业中能使用铬作为护肤功效宣称的化合物是没有的。但其它使用铜，铁，锰，锌化合物或络合物的原料应用得就较广泛。
SEPPIC公司的产品SEPITONIC M3，是一种在护肤品行业广泛使用的原料。其化学名为 天冬氨酸镁（和）葡糖酸锌（和）葡糖酸铜，宣称是细胞能量补充剂。提供多种人体必须的矿物成分，参与人体新陈代谢。
来自于Gattefosse公司的Rhodo’Lîte®，是一种菱锰矿提取物，富含各类矿物质成分与锰。宣称具有抗疲劳及抵御紫外线UVA及环境的对皮肤的伤害。
络合物方面，来自龙沙集团Acqua-Biomin®系列产品，利用各种精选矿物质培养酵母，形成蛋白络合矿物质，生物利用率增加，能给皮肤提供光滑，滋润和细胞更新。络合产物涵盖钾，铬，铜，锌，硒，钙，镁等复合物。
6. 第四类矿物质
6.1 硒
硒的代谢与维生素E密切有关，因为硒是谷胱甘肽过氧化物酶的组成部分，这种酶通过维生素C、谷胱甘肽或尿酸的抗氧化作用，将氧化后的生育酚重新还原为维生素E。从而清除有害的自由基。
除此之外，含硒的谷胱甘肽过氧化物酶的清除活性有助于保持透明质酸的含量，透明质酸的凝胶粘度会因为紫外线产生的自由基而降低（9）。
最后，最近的大鼠实验发现维生素E和硒可以减少胶原蛋白在其体内的降解（10）。这可能与吞噬细胞产生的自由基抑制作用有关。这说明硒这种矿物质可能具有抗炎作用
一句话小结 :
硒：抗炎、抵御自由基的伤害，加强皮肤滋润度，协同维生素 E 的作用
硒 + 维生素 E ：抗氧化，紧致皮肤。
6.2 硅
与其他的矿物不同，硅不是作为催化剂起作用，而是生物体组织的组成部分，是维持正常组织结构必备的。比如在动脉中，它维持动脉弹性；在软骨处，它维持力量和弹性；在结缔组织中，它与胶原蛋白、弹性蛋白和蛋白粘多糖有关（1，5，9）。
人体中硅浓度最高的部位在皮肤，皮肤、主动脉、气管和肌腱中（5）。这些硅的含量随着年龄的增加而下滑，说明了硅对维持健康角质层具有作用。
硅元素是皮肤结缔组织的关键组成元素之一，有助于结缔组织保持结构完全并使结缔组织具有韧性。皮肤出现「橘皮」的一个可能的原因是硅的利用不当，扰乱了脂肪组织的正常分布。
一句话小结 :
硅：维持皮肤健康所必须的，是健康皮肤的组成结构，紧致皮肤。
可使用的护肤品原料宣称（硅，硒）：
硒在护肤品中的应用主要是通过温泉矿物水来添加。比如Hot Spring Water (SB) 是来自法国Greentech（绿科）的一款温泉水，内含硒元素。
除此之外，其它一些植物提取物中也含有硒元素，比如Rahn AG公司的RADICARE，是多种提取物的复合原料，其中含有来源于香蜂草的迷迭香酸是天然的自由基清除剂，并蕴含昂贵的微量元素锰，锌，来自大麦的硒，形成高度有效的组合，对抗各种形式活性氧。
7.总结
上述 9种矿物质在人体的健康和营养中起着关键的作用。他们对许多生物过程来说是必不可少的，没有这些矿物质，生命体将无法生存。
矿物质除了对人体的生物过程起到重要作用外，它们还能通过以下机制维持皮肤的健康状态：
-酶的辅助因子和活化剂
-参与脂质代谢，维持皮肤的屏障和保湿功能
-产生能量
-参与氨基酸和蛋白质合成
-参与胶原蛋白和弹性蛋白合成从而起到修复作用
-促进维生素代谢
甚中镁和锰能参与上述的所有机制。
下面表1为文章中各矿物质成分的作用小结：
而这些宣称及其对应的护肤品原料也基本上都能从找到，以便支持这些矿物质宣称。随着学术界对矿物质和微量元素的研究深入，天然化妆品的不断发展，矿物质类护肤品作为其中一个重要组成，未来将吸引更多的原料公司及成品公司将目光放在矿物质护肤概念上，矿物质及微量元素在护肤品中将有更多的发展潜力。
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