细胞生长因子,对多种细胞生理功能和代谢活动发挥生物调节作用,他们在体内含量极微,但生物活性极高。在美容护肤、整形外科、烧伤溃疡以及各种皮肤病的伤口修复与愈合中有重要作用。
细胞生长因子的生物学效应
细胞生长因子与存在于靶细胞上的特异受体相结合而发挥作用,其主要生物学效应: 趋化诱导炎症细胞,刺激靶细胞增殖和分化,促使靶细胞合成分泌细胞外基质,如胶原等。细胞生长因子调节T细胞、B细胞、组织细胞、朗格罕氏细胞和真皮树突的形成、发育、代谢等功能,并影响他们的迁移和生长速度。同时也刺激结缔组织、角化细胞、成纤维细胞和巨噬细胞等分泌细胞因子、淋巴因子、血清蛋白、胞外蛋白和基质多糖。在胚胎发育期,细胞生长因子通过调节相同或不同类型细胞的活动而参与组织器官形成的调节;对于发育成熟的组织器官,创伤后引发的器官受损、功能削弱,细胞因子都有显著的修复重建功能。
与皮肤有关的几种细胞生长因子
到目前为止,研究发现的细胞生长因子有几十种,与美容护肤及皮肤软组织损伤修复关系密切的主要有:
酸性成纤维细胞生长因子
酸性成纤维细胞生长因子(aFGF)是一种来源于中胚层和神经外胚层的多功能细胞因子,是一种作用极强的有丝分裂原。它能增加软骨细胞、成肌细胞和血管内皮细胞的分化,诱导微血管的形成、生长和发育,促进创伤修复。
碱性成纤维细胞生长因子
碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)的生物学功能与aFGF相似,对血管内皮细胞、成纤维细胞、成肌细胞、造骨细胞等都有促分裂作用。
表皮细胞生长因子
表皮细胞生长因子(EGF)可促进K+、脱氧葡萄糖、α-氨基异丁酸等小分子物质的转运,增加细胞外基质的合成和分泌,促进RNA、DNA和蛋白质的合成。EGF应用于创面后可增加肉芽组织中DNA、RNA、羟脯氨酸、脯氨酸、蛋白质以及细胞外大分子物质的含量,促进伤口上皮化,缩短伤口愈合时间,增强伤口组织抗拉力强度。
转化生长因子-b
转化生长因子(TGF-b)在胚胎发育过程中能促进胶原纤维、网状纤维和弹性纤维的形成,调节胶原蛋白、纤维结合素、蛋白多糖和黏多糖的合成和分泌,还参与创伤后上皮再生、间质增生和血管形成
等过程。
血小板衍化生长因子
血小板衍化生长因子(PDGF)参与创伤愈合和骨生成过程中的组织重建,使结缔组织细胞向损伤部位聚集并分化、增殖;同时还抑制结缔组织细胞的溶解,延长其存活时间,从而选择性地刺激结缔细胞生长,促进组织损伤后的修复和愈合[7]。PDGF与IGF协同作用增加表皮和内皮的再生。
角化细胞生长因子
角化细胞生长因子(KGF)是角化细胞和毛囊形成过程中最重要的影响因素,刺激DNA的合成,促进维持人角化细胞、表皮细胞、上皮细胞的生长。KGF功能紊乱可导致表皮萎缩、毛囊异常和真皮受损。KGF在调节表皮角化细胞增殖和创伤愈合过程中起重要作用。
细胞生长因子的美容护肤机理
细胞生长因子是皮肤护理的最佳活性成分,能够控制或调节皮肤老化进程,保护受损皮肤,延缓皮肤老化,对保持正常皮肤的结构和功能、维持机体的正常生理活动和代谢具有重要意义。1. 延缓皮肤衰老由于年龄、生理、环境等因素引起的皮肤衰老过程中,皮肤活性降低,生理功能下降,严重的还会造成病理性改变。以微小颗粒形式或通过特殊传递系统(脂质体、包裹脂质体、微球),将细胞生长因子添加到洗面奶、凝胶、精华素或乳液中,对衰老皮肤发挥重要的分子生物学功能。细胞生长因子的作用是:①在表皮水平上:影响角化细胞的活性和生长因素,刺激角化细胞迁移和上皮化,刺激表皮细胞分化和矫正,强烈促进表皮修复和愈合;②在真皮水平上:刺激成纤维细胞活性,增强细胞外基质收缩和构造,提供皮肤养分促进皮肤伤口愈合和功能再生;③在皮肤整体水平上:增强对环境侵袭、紫外线、污染物、刺激物、敏化剂、炎性细胞的抵抗力,巩固、增强皮肤张力,增强皮肤弹性,刺激瘢痕组织褪色,减少瘢痕形成,延缓皮肤衰老。细胞生长因子主要机制有:①促进表皮和真皮层细胞(特别是成纤维细胞、上皮细胞、内皮细胞)增殖、分裂、分化,新生细胞增多,使皮肤增厚,逐渐恢复皮肤正常结构和生理功能;②促进胶原纤维、网状纤维、弹性纤维的形成,调节胶原蛋白和黏多糖的分泌,维持皮肤组织中水分含量和电解质代谢,改善萎缩皮肤的缺水状态,滋润皮肤组织;③通过对血管内皮细胞的作用,促进皮肤组织不断
形成新的毛细血管。
2. 促进创面修复
由于手术(如文刺、整形、磨削)、意外(如烧伤、创伤)及环境(如紫外线辐射)等因素引起的皮肤受损,细胞生长因子可加快创面修复速度,提高愈合质量。细胞生长因子经过稳定的结构修复或特殊的保护处理后,以一定的有效浓度添加到护扶品中,将在以下3个方面产生保护和促修复作用[8]: ①净化创面,为受损皮肤创面杀菌以及后期修复创造条件; ②对伤口部位成纤维细胞、血管内皮细胞等的增殖与分化发挥作用,为胶原合成、血管再生以及再上皮化等打下基础; ③通过竞争性作用,在修复的过程中增加细胞生长因子受体的活性,加快细胞信号的传递,保护及预防皮肤由于各种原因导致的损伤。
实验研究与临床应用
通过动物的创伤模型,观察到FGF等细胞生长因子具有显著诱导血管生长,促进体表创伤修复,减少瘢痕形成,表现为创面肉芽组织生长增多、增厚; 创面胶原沉积增加,创面再上皮化速度加快,成纤维细胞成熟加快且数量增多,毛细血管胚芽模型增加,局部循环改善及愈合时间缩短等[9-10]。
离体试验证实,细胞生长因子能够刺激人表皮角化细胞的分裂和增殖[11]。应用1% 小牛血清(FCS)+0.05% 细胞生长因子处理后,新生表皮面积达75mm2;而只应用1% FCS处理后,新生表皮面积只有30mm2。通过人体皮肤载体试验证明细胞生长因子的美容护肤作用。使用含0.5% 细胞生长因子的护肤品3周后,细胞迁移指数升高,皮肤压缩系数明显减小,同时皮肤增厚,糖皮质激素诱导的皮肤受损也得以逆转。另外一项双盲试验也证实,局部应用细胞因子浓度为0.1% 的护肤面霜7天后,诱导成纤维细胞增生29%,证明了细胞生长因子对皮肤的保护作用。某些特殊的细胞生长因子在烧伤、糖尿病或静脉溃疡、牛皮癣或皮炎等皮肤病的实验和临床应用中有显著效果。如果细胞生长因子治疗面部磨削后表浅性瘢痕和黄褐斑,促进整形美容后的创面修复等。
问题与展望
尽管细胞生长因子在美容化妆品中有明显作用,还是有不少人对细胞生长因子的安全性表示担心。但是,目前还没有发现在一定浓度和使用时间范围内细胞生长因子产生毒副反应与诱发癌症。因为从作用机制上来讲,生长因子由于需要与其受体结合后方能发挥作用,而美容护肤品中应用生长因子因受到应用剂量(pg-ng水平)的限制,故不会发生大剂量生长因子对细胞的刺激作用。当然,细胞生长因子是具有极高生物活性的物质,在具体应用中还应注意一些问题:①根据产品特点,选择合适的剂型和保护剂,保持因子活性;②根据不同人群、皮肤状况和细胞生长因子特性,选择合适的应用时机和方法,如外用、注射、口服、超声波导入等,最大限度地发挥生物活性作用;③单一生长因子对细胞作用有限,多种生长因子相互协同作用能够更好地发挥作用;④只要能够发挥出其美容护肤、创面修复功效,没有必要一味在护肤品中追求高浓度。细胞生长因子在美容护肤中的成功应用,突破了传统护肤品界限,显示出巨大的潜力,是美容学领域的一次革命。
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