花王揭示了人體皮膚中血液循環(huán)促進(jìn)表皮細(xì)胞代謝活性的機(jī)制

毛細(xì)血管擴(kuò)張促進(jìn)運(yùn)氧量,使線粒體代謝功能更為活躍

花王株式會(huì)社(社長(zhǎng):長(zhǎng)谷部佳宏)皮膚美容第一研究所與分析學(xué)研究所通過人體皮膚研究證實(shí):涂抹含二氧化碳的配方制劑后,皮膚毛細(xì)血管會(huì)擴(kuò)張,從而促進(jìn)血液循環(huán)。負(fù)責(zé)能量生成的表皮細(xì)胞線粒體代謝功能也隨之被激活。而表皮細(xì)胞線粒體代謝功能的提升,被認(rèn)為是維持健康、良好肌膚狀態(tài)的重要步驟之一。

本次研究的部分成果將在第103屆日本生理學(xué)會(huì)大會(huì)(2026年3月10日至12日,東京)上發(fā)表。

背景

通常認(rèn)為,血液循環(huán)得到促進(jìn),會(huì)使皮膚狀態(tài)變好。花王此前也通過對(duì)毛細(xì)血管狀態(tài)和功能的研究發(fā)現(xiàn),血液循環(huán)與皮膚表皮的狀態(tài)之間確實(shí)存在關(guān)聯(lián)。然而,通過促進(jìn)血液循環(huán),皮膚細(xì)胞內(nèi)部究竟會(huì)發(fā)生怎樣的變化,其具體機(jī)制仍未被充分闡明。

二氧化碳在滲透到皮膚后會(huì)擴(kuò)張毛細(xì)血管,從而促進(jìn)血液循環(huán)�；�于這一認(rèn)識(shí),花王提出這樣的假設(shè):如果毛細(xì)血管擴(kuò)張使表皮細(xì)胞獲得更多氧氣供應(yīng),線粒體的代謝狀態(tài)可能會(huì)隨之發(fā)生變化,并對(duì)細(xì)胞本身的功能產(chǎn)生積極影響。本研究以含二氧化碳的配方制劑作為促進(jìn)血液循環(huán)的手段,在人體皮膚上對(duì)此進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

建立人體皮膚表皮細(xì)胞線粒體代謝狀態(tài)的高精度評(píng)估技術(shù)

要驗(yàn)證假設(shè),就需要能在活體人體皮膚上評(píng)估表皮細(xì)胞線粒體代謝狀態(tài)的測(cè)定技術(shù)。研究人員重點(diǎn)采用了利用細(xì)胞天然熒光信號(hào)的自體熒光光譜分析技術(shù)。

細(xì)胞在利用氧氣生成能量(ATP)的過程中,線粒體的活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生變化。參與能量代謝的物質(zhì)在發(fā)生氧化-還原反應(yīng)時(shí),其變化不僅體現(xiàn)在代謝狀態(tài)上,同時(shí)也會(huì)引起自體熒光特征的改變。花王利用這一特性,以細(xì)胞自體熒光作為指標(biāo),開發(fā)能夠在人體皮膚上評(píng)估細(xì)胞能量狀態(tài)的技術(shù)。

具體而言,即在優(yōu)化共聚焦熒光顯微鏡的測(cè)量條件的同時(shí),構(gòu)建能夠自動(dòng)提取表皮有棘層細(xì)胞的深層學(xué)習(xí)模型,以此穩(wěn)定地獲取自體熒光光譜數(shù)據(jù),并建立可以高精度評(píng)估人體皮膚中表皮細(xì)胞線粒體的代謝狀態(tài)的技術(shù)手段。

在人體皮膚上確認(rèn):通過涂抹含二氧化碳的配方制劑,可以提升表皮細(xì)胞的線粒體代謝功能

2025年10月花王針對(duì)7名30～40歲的日本人(男女皆有)開展了一項(xiàng)人體實(shí)驗(yàn)。將一種能夠保持高濃度二氧化碳的配方制劑涂抹于受試者前臂內(nèi)側(cè)2分鐘,從涂抹前開始持續(xù)采集表皮細(xì)胞的自體熒光光譜數(shù)據(jù),并在去除制劑后持續(xù)觀察至10分鐘后,再進(jìn)行分析。結(jié)果顯示,與涂抹不含二氧化碳配方制劑相比,涂抹含二氧化碳的配方制劑時(shí),線粒體代謝功能得到了提升*1(圖1)。

利用花王早前開發(fā)的毛細(xì)血管影像的提取技術(shù),對(duì)這一變化過程中毛細(xì)血管的狀態(tài)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),毛細(xì)血管的擴(kuò)張程度與線粒體代謝功能的活化程度呈聯(lián)動(dòng)關(guān)系,表明血液循環(huán)的改善對(duì)細(xì)胞代謝具有積極作用。

*1 指一種稱為“氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)”的機(jī)制變得更加活躍。在該機(jī)制下,細(xì)胞能夠從相同量的營(yíng)養(yǎng)中產(chǎn)生更多能量,從而提高能量生成效率。

此外,為了驗(yàn)證上述變化的作用機(jī)制,花王又將來源于人體的培養(yǎng)表皮細(xì)胞置于不同氧氣濃度的環(huán)境中進(jìn)行培養(yǎng),并對(duì)其進(jìn)行自體熒光光譜分析。結(jié)果顯示,隨著氧氣濃度的升高,線粒體的代謝功能也隨之增強(qiáng)(圖2)。因此可以認(rèn)為,在人體皮膚上涂抹含二氧化碳配方制劑后,表皮細(xì)胞線粒體代謝功能的提升,很可能源于毛細(xì)血管擴(kuò)張帶來的氧氣供給增加。

總結(jié)

花王此次利用在皮膚科學(xué)研究中積累的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn),建立了一種能夠在人體皮膚上可視化評(píng)估表皮細(xì)胞線粒體代謝狀態(tài)的全新技術(shù),并明確了含二氧化碳的配方制劑通過促進(jìn)血液循環(huán),可提升表皮細(xì)胞的線粒體代謝功能。本研究為“血液循環(huán)良好有助于改善皮膚狀態(tài)”這一長(zhǎng)期以來的觀點(diǎn)提供了科學(xué)依據(jù)。今后,花王將繼續(xù)深入探索二氧化碳對(duì)皮膚的各種作用,并進(jìn)一步推進(jìn)美麗健康肌膚與毛細(xì)血管血流之間關(guān)系的研究。