皮膚缺水會產生一系列的皮膚問題。如果皮膚缺水過多，就會變得粗糙、呈鱗片狀，造成皮膚屏障缺陷，使得外界有害物質更容易進入皮膚，嚴重的將會產生皮膚疾病，而使用保濕產品可以改善這種情況。同時，保濕通常也被認為是對抗皮膚老化的第一步，有助于保持皮膚的外觀和彈性，加強其阻礙有害環境因素的屏障作用。本文主要介紹皮膚保濕機理以及具有保濕作用的植物提取物。植物提取物主要從多糖、油、皂苷、黃酮和多酚進行闡述，以期為今后研究植物型天然保濕化妝品提供借鑒。
皮膚保濕機理
皮膚由表皮、真皮和皮下組織組成。表皮是一種自穩態和自我更新的組織，水分在皮膚的有序分化、脫屑和最終形成過程中起關鍵作用，也給予皮膚可塑性和柔韌性。角質層是皮膚表皮最外層的區域，雖然角質層的含水量只有15%左右，但在皮膚屏障以及保濕功能中起著關鍵作用。真皮層不僅是皮膚的主要儲水場所，也是營養物代謝交換的場所。
天然保濕因子的水合作用。天然保濕因子是指在角質層內能通過滲透壓進行水合的小分子化合物的總稱。天然保濕因子具有很強的吸濕性，能夠吸收水分充當皮膚的保濕劑。天然保濕因子來源于絲聚蛋白，絲聚蛋白的完全水解可以產生天然保濕因子。天然保濕因子的含量隨著年齡的增長而顯著下降，其含量的降低可能因年齡相關的屏障功能下降而加劇，含量的下降也反映了光老化損傷的累積效應。
真皮層的儲水作用。真皮層是皮膚三個層面中最厚的，其含水量占整個皮膚的70%左右。真皮層的膠原纖維能儲存大量的水分，另外，真皮基質中的黏多糖如透明質酸和硫酸軟骨素等具有很強的水合能力。透明質酸能將水固定在組織中，從而改變真皮的體積和可壓縮性，影響細胞增殖和分化以及組織修復。真皮層的水分來自皮下組織和毛細血管等。當真皮失去了充盈，特別是透明質酸的減少，會導致膠原纖維的無序排列、增厚和膠原碎裂，使整個皮膚的彈性纖維呈無序狀態，這種現象隨著年齡的增長發生不可逆變化。
皮膚保濕方法
內源性保濕。皮膚的濕度與表皮以及真皮中的許多水合成分相關。皮膚的最外層角質層是外環境和體內之間的屏障，這種屏障能夠防止水分丟失以及異物入侵等。角質層對于保持皮膚表面的水分含量是必不可少的。角質層水分的保持主要來自于：角質細胞中的天然保濕因子，水通道蛋白AQP3運輸水分子及角質細胞間脂質有序排列形成防止經表皮水分丟失的屏障。完全水解產生天然保濕因子的絲聚蛋白異常與經皮水分丟失和皮膚干燥密切相關。水通道蛋白AQP3在表皮透水屏障和皮膚內環境的相對穩定中也起關鍵作用，其失調會導致多種皮膚疾病。另外，神經酰胺也是重要的皮膚表皮結構組成成分，對維持體內環境的相對穩定具有重要作用。
真皮對表皮起營養、結構、血管支撐和傷口修復的作用。真皮中的膠原纖維不僅能儲存大量的水分，而且韌性大、抗拉力強，能夠賦予皮膚韌性和張力，抵御外界機械性損傷。真皮中的透明質酸構成了底層組織防御外界環境的主要保護屏障，不僅能與水結合，防止水分丟失，也具有清除自由基等作用。
外源性保濕。根據外源性保濕劑的封閉性和保濕性，它們的保濕水合機制也不同：封閉性成分在皮膚上產生一層薄薄的油，防止水分蒸發;保濕性成分在皮膚中水合吸收水分和保持水分。不同保濕劑的水合能力不同，對皮膚水合程度的影響也不同。
保濕霜中的水溶性保濕劑可通過吸收進入表皮而暫時增加皮膚的水合作用。其中，透明質酸被認為是理想的天然保濕因子，廣泛應用于化妝品中。保濕霜中的脂溶性成分脂質等能在皮膚表面形成一層膜，減少經皮水分丟失，而且脂質等成分能滲入皮膚，穿過角質層并與表皮脂質混合，從而緩解皮膚干燥，提供皮膚保護和生理脂質。
幾種具有保濕作用的植物提取物
在植物中，水溶性成分如多糖和苷類的結構中都存在糖基，通過氫鍵作用具有很好的水合吸收水分和保持水分的特性;黃酮和多酚中的酚羥基結構也通過氫鍵結合水分，使得其具有吸收和保持水分的能力;而植物油主要通過在皮膚上形成一層薄薄的油來保持水分，防止皮膚干燥。
多糖
多糖廣泛存在于植物中。植物多糖中的單糖單位相互連接，形成分支或線性結構，但其主鏈通常是葡聚糖、果聚糖、木聚糖、甘露聚糖或半乳聚糖等，或者是兩種或幾種單糖的聚合物。多糖的支鏈結構表現出極大的多樣性。植物多糖的結構中通常有大量的羥基基團，通過氫鍵是其具有良好的水合能力。另外，植物多糖的極性基團如羧基也可通過氫鍵與水分子結合。因此，植物多糖大多具有吸濕和保持水分的特性。植物多糖作為保濕劑已被廣泛應用于各種化妝品中。植物多糖的保濕能力主要受其糖基結構、組成和分子量的影響。許多植物提取物的多糖即使在低濃度也能提高皮膚的保濕效果，又能降低水分丟失。
β-葡聚糖是一類廣泛存在于植物和真菌中，由β-糖苷鍵連接的葡萄糖基組成的大分子細胞壁多糖。β-葡聚糖在化妝品配方中是一種有效的保濕成分，能夠緩解皮膚干燥和特應性疾病，減少細菌感染引起的瘙癢等功效。不同來源的β-葡聚糖具有不同的糖苷鍵及其比例以及不同的三維結構等，使得β-葡聚糖具有不同的性質和生物活性，如促進傷口愈合、消炎和抗過敏等。燕麥β-葡聚糖是由葡萄糖基通過β-1,4和1,3糖苷鍵連接而成，燕麥β-葡聚糖的混合鏈結構破壞了β-D-葡聚糖的均勻結構，使得燕麥β-葡聚糖具有很好的水溶性和保濕性;而高分子量的燕麥β-葡聚糖具有高黏度性。
在高等植物中，蘆薈提取物是化妝品中廣泛應用的保濕原料。許多保濕化妝品中都含有蘆薈提取物。蘆薈提取物的主要活性成分是蘆薈多糖(表1)，除了具有很好的保濕作用，蘆薈多糖具有一定的粘性和凝膠性，對皮膚傷口的愈合和干燥皮膚的修復也具有很好的效果;另外，蘆薈多糖對特應性皮炎也有一定的功效。仙人掌提取物中的多糖由中性多糖，酸性多糖和酸性糖蛋白組成，仙人掌多糖不僅可以水合吸收和維持皮膚的水分，而且具有抗炎和促進傷口愈合等功效。大部分水溶性植物多糖如黃芪多糖、甘草多糖、石斛多糖和火參多糖等都有很好的水合吸收水分的特性，具有很好的保濕性和成膜性，在保持皮膚水分、提高角質層的保濕等具有很好的效果，也都具有抗氧化活性等功效。
表1 具有保濕作用的植物多糖
海藻中也存在大量的多糖，不同海藻中的多糖類型也有所不同，許多海藻多糖具有很好的水合吸濕性和保持水分的能力。與透明質酸相比，一些大型藻類的低分子多糖表現出高吸收和保持水分的能力。海藻酸是來自褐藻的多糖(表2)，海藻酸在化妝品中不僅可作為保濕劑，也可作為穩定劑和膠凝劑。海藻酸能迅速吸收水分，也可以通過離子-離子的相互作用形成保護性的保濕復合物，具有很好的吸濕和水化的特性，從而有助于增加皮膚的水分，改善皮膚的彈性。在二價陽離子的存在下，海藻酸鹽具有很好的凝膠特性和離子螯合作用;海藻酸鹽配制的面膜中，海藻酸鹽形成了對皮膚吸附性更好的柔性膜。另外，藻類提取物如孤枝根枝藻提取物具有類似透明質酸的保濕功效，保濕效果好而且持久;褐藻糖膠通過水合作用改善了皮膚的彈性;馬尾藻多糖中的羥基和水形成分子間的氫鍵促進了其對水分的吸收，而且馬尾藻多糖的保濕效果隨著硫酸根含量的增加而增加;石莼多糖不僅具有保濕性，而且有抗氧化和抗凝血等活性。
表2 具有保濕作用的海藻多糖
油
植物油能在皮膚的表面形成水脂膜，不僅具有保濕作用，也使得皮膚具有防水性能。植物油能夠增強皮膚屏障并且影響角質層的重建，防止皮膚水分丟失，使皮脂腺正常化。植物油也對皮膚的正常外觀和功能有重要影響。植物油廣泛應用于各種化妝品中，包括面霜、乳液、護發素、潤發霜、美容面膜和唇膏等。
不飽和脂肪酸是植物油的主要成分。小麥胚芽油除了不飽和脂肪酸，還富含維生素(表3)，小麥胚芽油添加到化妝品配方中，在皮膚上形成一個封閉層，防止水分丟失，增加保濕效果，并且對干燥粗糙的皮膚也具有促進皮膚再生的作用。另外，小麥胚芽油與一些植物提取物復配后協同作用更好，對預防皮膚干燥非常有效。許多植物油不僅具有保濕作用，容易被皮膚吸收，有很好的涂抹性，而且也具有多種生物活性。椰子油是一種溫和的保濕劑;椰子油能夠增加水通道蛋白AQP3、整合蛋白和絲聚蛋白的表達水平，在角質形成細胞分化和皮膚屏障中發揮作用，從而改變了皮膚屏障功能;椰子油和橄欖油復配，通過封閉減緩經表皮的水分丟失，具有更好地保護皮膚的作用;椰子油作為潤膚劑，也是手工皂和一些洗滌劑不可缺少的油脂之一。沙棘油在化妝品配方中不僅具有保濕作用，還具有皮膚修復和再生的功效，也能保護、再生和軟化角質層，緩解炎癥，確保皮膚細胞間的結構穩定;沙棘油適用于干燥、粗糙、剝落、瘙癢或刺激性的皮膚。添加沙棘油的洗發香波和護發素等，可以促進受損頭發的再生，恢復頭發的彈性和平滑。另外，樹莓油是一種很好的化妝品基礎油，不僅促進皮膚的水合作用和保持水分，避免表皮水分蒸發，而且加強表皮的脂質屏障，改善皮脂腺，適合應用于一些皮膚病如銀屑病和酒糟鼻。葡萄籽油含有大量的ω-6脂肪酸，對于干性皮膚能夠再生表皮的脂質屏障，防止水分過度丟失;對油性和脂溢性皮膚可改善粉刺和皮脂腺正常化。
表3 具有保濕作用的植物油
皂苷
皂苷廣泛分布于高等植物中，具有豐富的結構和功能多樣性。根據不同的苷元結構，皂苷分為三萜皂苷和甾體皂苷。三萜皂苷主要存在于雙子葉植物中，而甾體皂苷主要存在于單子葉植物中。大多數皂苷是疏水性苷元和親水性糖基的結合，使得皂苷具有高度的兩性親和性，并具有保濕、發泡和乳化的特性。
積雪草提取物中的主要活性成分是五環三萜皂苷如羥基積雪草苷。積雪草提取物被廣泛應用于化妝品中，具有保濕、促進皮膚傷口愈合、抗炎和抗氧化等功效;積雪草提取物復配透明質酸和甘油的乳液對皮膚產生持久的補水和保濕效果，同時改善了皮膚屏障功能。人參提取物的主要活性成分是四環三萜皂苷人參皂苷。人參皂苷對皮膚不僅具有很好的吸收水分和保濕作用，也可以通過增加角質形成細胞的增殖和遷移來刺激皮膚再生和傷口愈合，修復皮膚屏障，而且具有美白和防皺等功效。另外，許多植物如光甘草、三色堇菜、蒺藜和奎蘭等提取物的主要成分都為皂苷。這些皂苷成分通過氫鍵與水分子結合，吸收水分和防止水分丟失，有助于發揮對皮膚的保濕作用;也能修復皮膚屏障以及保持角質層的功能，具有明顯的抗炎抗菌特性。
黃酮
黃酮通常存在多個酚羥基結構，而且許多植物中的黃酮與糖基結合形成黃酮苷。植物的黃酮類成分不僅具有一定的吸濕性，而且還具有多種多樣的生物活性。在化妝品中添加黃酮類成分有助于恢復干燥松弛皮膚的彈性和光澤。黃酮類成分槲皮素廣泛存在于植物中。含有槲皮素的洋甘菊提取物能增強皮膚的保濕效果、修復皮膚干裂缺水和平衡油脂分泌作用，對舒緩敏感皮膚效果更明顯。槲皮素以劑量依賴型方式促進緊密連接蛋白的表達，從而增強細胞連接的緊密能力，保持皮膚屏障完整并調節水的動態平衡，防止皮膚脫水，降低皮膚的敏感性;槲皮素與精油復配可產生協同作用，促進了對皮膚的保濕作用。槲皮素還具有抗氧化、抗炎、抗過敏和抗衰老等作用。槲皮素的抗氧化/抗炎聯合作用也有利于傷口愈合。許多富含黃酮的植物提取物，如母菊、梨果仙人掌和毛竹等提取物除了保濕效果，還具有抗氧化、抗衰老和抗炎等生物活性。
多酚
多酚類化合物也廣泛存在于植物中。多酚因含有親水性的酚羥基，通過氫鍵與水結合，減少皮膚水分丟失，表現出一定的保濕效果。茶葉提取物的主要成分是茶多酚，而茶多酚是典型的具有保濕功效的多酚。茶多酚不僅具有保濕、防曬、抑制酪氨酸酶和抗光老化的功效，也能促進角質形成細胞的分化和皮膚屏障的形成，促進傷口愈合。除此之外，茶多酚也能使富含水分的皮膚組織液發生位移，降低細胞間隙的粘度。茶多酚在濕度相對較低時，有更好的吸濕能力和保水能力;即用于化妝品配方時，其在相對干燥的環境下效果更好。原花青素是一類多酚聚合物，其酚羥基有很強的親水性，能吸收水分，維持角質層的含水量，而產生保濕效果。植物提取物中的水溶性多酚類化合物，其多酚結構中的酚羥基越多，水合能力越強，保濕效果也越明顯。
另外，許多植物提取物的成分比較復雜，存在多種類型的天然產物。如七葉樹提取物和貫葉連翹提取物中主要成分為皂苷、多酚和黃酮等，不僅具有保濕作用，維持皮膚屏障，也具有抗炎、抗氧化和抑制酪氨酸酶活性等功效。
綜上所述，除了植物油，植物提取物中具有保濕作用的主要成分為多糖、皂苷、黃酮和多酚。這些成分的結構特點是多羥基或多酚羥基，主要通過羥基或酚羥基形成氫鍵結合水分和維持水分而產生保濕作用。植物提取物中的水溶性多糖和皂苷等結構中羥基越多，其結合水的能力通常也越強。植物提取物中的這些成分除了保濕效果，通常還有抗氧化和抗炎等功效。雖然植物提取物作為保濕功效成分的優勢很多，但仍存在著一些問題：一是除了植物油，植物提取物中具有保濕作用的成分含量通常并不是很高，因此，有必要對這些保濕成分進行精制提高其保濕效果;二是植物提取物的吸收效果存在差異，特別是大分子多糖類，以及多糖基的皂苷和多酚聚合物，因此有必要采用不同的方法或劑型等解決其對皮膚的滲透性和生物利用度等。植物提取物應用在保濕產品中的道路仍需不斷地探索和改進。
