学术研究报告：氨基酸在人体皮肤中的体外经皮吸收行为解析

一、研究作者与发表信息
本研究由川崎由明（味の素株式会社中央研究所）、坂本一民（同机构）及Howard I. Maibach（カリフォルニア大学サンフランシコ校医学部皮膚科）合作完成，发表于期刊《j. soc. cosmet. chem. jpn.》1996年第30卷第1期（页码55-61）。

二、学术背景与研究目标
氨基酸作为自然保湿因子（NMF, Natural Moisturizing Factor）的主要成分，对维持皮肤水分至关重要，但其经皮吸收机制尚不明确。既往研究表明，带电物质（如氨基酸）的皮肤渗透性极低（约为非带电物质的1/10000），且缺乏系统性研究。本研究选取5种代表性氨基酸（L-赖氨酸盐酸盐、甘氨酸、L-谷氨酸单钠盐、L-脯氨酸、L-苏氨酸），通过体外实验结合放射性同位素标记技术，旨在阐明以下问题：
1. 角质层对氨基酸经皮吸收的屏障作用；
2. 氨基酸理化性质（如亲脂性log P）与渗透性的关系；
3. 表皮作为氨基酸“蓄水池”的潜在功能。

三、实验方法与流程
1. 样品制备
- 氨基酸溶液：将5种氨基酸溶解于pH 7.4磷酸缓冲生理盐水（PBS），浓度1.0%，并添加放射性同位素（14C标记）至活性约10 μCi/mL。
- 皮肤样本：取自4例20-56岁成人尸体背部皮肤（厚度400 μm，含角质层、表皮及部分真皮），部分样本经15次胶带剥离（tape stripping）以去除角质层。

1. 渗透实验

   • 扩散池装置：使用两室扩散池（type LG-1084-SPC, Lab. Glass Apparatus Inc.），皮肤样本置于37℃恒温环境中。
     
   • 实验设计：供体侧施加300 μL氨基酸溶液，受体侧以1.0 mL/h流速循环PBS，每2-4小时采集受体液，通过液闪计数器（Tri-Carb 4640）测定放射活性。
     
   • 参数计算：根据时间-累积渗透曲线，计算稳态流束（flux, μg/cm²/h）和滞后时间（lag time）。
     

2. 表皮蓄积量分析

   • 分层定量：实验结束后，对皮肤进行胶带剥离分层，分别测定角质层、表皮及真皮中的放射活性。
     
   • 协同效应测试：添加甘油、PCA钠（吡咯烷酮羧酸钠）等保湿剂，评估其对L-脯氨酸蓄积的影响。
     

四、主要研究结果
1. 角质层的屏障作用
- 正常皮肤中，氨基酸渗透滞后时间长达数小时，流束极低（如甘氨酸为0.03 μg/cm²/h）；去除角质层后，流束显著增加（甘氨酸提升至0.25 μg/cm²/h），滞后时间缩短至1小时内。表明角质层是氨基酸渗透的主要物理屏障。

1. log P与渗透性的负相关性

   • 正常皮肤中，氨基酸的log P（辛醇/水分配系数）与流束呈负相关（r=-0.89），即亲水性越强（log P越低），渗透性越高。此现象支持“微通道（microchannel）”假说，即极性物质可能通过角质层中的亲水性通道渗透。
     

2. 表皮蓄积效应

   • L-脯氨酸在表皮中的蓄积量显著高于真皮（4小时蓄积量：表皮1.2 μg/cm² vs. 真皮0.3 μg/cm²）。添加PCA钠或甘油后，表皮蓄积量进一步增加（最高达1.8 μg/cm²），但渗透总量无显著变化，提示表皮可能作为氨基酸的“蓄水池”。
     

五、研究结论与价值
1. 理论意义
- 首次系统证明角质层对氨基酸经皮吸收的强屏障作用，并提出“微通道”机制可能参与带电物质的渗透。
- 揭示了表皮通过吸附氨基酸发挥保湿功能的潜在机制，为NMF的调控提供新视角。

1. 应用价值
   
   • 化妆品配方中，甘油、PCA钠等保湿剂可促进氨基酸在表皮的蓄积，从而增强保湿效果。
     
   • 为开发基于氨基酸的经皮给药系统（如电渗透技术）提供理论基础。
     

六、研究亮点
1. 方法创新：结合放射性标记与分层定量技术，精确解析氨基酸在皮肤各层的分布动态。
2. 假说验证：通过log P-流束相关性，为“微通道”假说提供实验支持。
3. 应用导向：明确保湿剂协同增效的机制，直接指导化妆品配方设计。

七、其他发现
- 氨基酸与角蛋白或细胞间脂质的氢键/静电相互作用可能是其表皮滞留的关键因素。
- 季节性、年龄等因素对皮肤氨基酸组成的影响（引用Denda等研究）暗示本研究结果在个性化护肤中的潜在应用。

（全文约2000字）