エネルギーの燃焼

今一度、基礎の確認です。

ダイエットのときによくカロリーという言葉がでてきます。
天然ガスなども燃やす際もカロリーで表示されることもあります。

１９世紀頃、科学が発展し、人間は燃料を燃やしたときの空気の組成と吐いた息の組成が似ていることに気がつきました。

燃料を燃やすと二酸化炭素ができますが、息も同じように二酸化炭素が含まれています。

つまり、何だかわからないけれども体内でも同じような燃焼が起きていると・・。

人間の体温は３６℃ですが、この体温を維持するために体内ではでんぷんや脂肪、タンパク質を燃やしています。

ストーブで石油を燃やして暖をとるのと同様に体内ではひたすらでんぷんなどが燃やされています。燃やすことで、二酸化炭素と水が生じ、天然ガスを燃やした結果と同じ。

歩いたり、運動したりすると筋肉を動かすと、燃焼量は多くなります。
何もしなくてもただじっとしているだけでも体内ではでんぷんを燃やしエネルギーを作りながら、体温を維持しています。

生きるために、体温を維持するために最低必要なカロリーを基礎代謝といいます。

この基礎代謝に必要なカロリーを最低限確保しながら、体についた余分な脂肪を燃やすことをダイエットと言いますが、ダイエットの時に何も食べないと脂肪だけでなく、筋肉も燃やし始めていきます。場合によっては、有毒な成分も出来るため、飢餓状態が長く続くと、あらゆる組織で異常が発生します。

また、人間が燃やせるでんぷんや脂肪の量は限られています。
急激な体温低下が起こると、でんぷんを燃やして得られる熱より奪われる熱の量が増えていき、最後には生命の維持が困難になります。

化学反応は１０℃上昇するにつれ、２倍のスピードで進行します。
逆に１０℃落ちると半分以下になり、体温を維持するための反応も遅くなり、体温低下が急激に進行します。意識があるときは、運動することで体温の確保ができますが、寝ているときは出来ません。
体温低下時に寝てしまうと危険なのは、熱を作るのに必要な運動が出来なくなるためです。
（動物種によって違い、エサが無くなる冬場は冬眠して、エネルギーの消費を最低限にして、生き延びるものもいます）

化粧品に使われるタンパク質 その２

タンパク質は死んでいるものと生きているものの２種類があります。

生きているというとなんだか微生物のような感じがしますが、たとえばＥＧＦのような細胞成長因子は生きているタンパク質の一例です。（タンパク質というよりポリペプチドというべきなのかもしれませんが）

これが何らかの原因でタンパク質の構造が歪められると、死んだタンパク質となり、細胞へ働きかけることはありません。

医薬品を見てみると、生きているタンパク質がいくつもあります。

ペプチドホルモンというタンパク質のホルモンは、インシュリンや成長ホルモンまでいろいろなものがあり、ＥＧＦやＦＧＦの他様々な生理活性タンパク質も生きているタンパク質です。

これらは強力に細胞へ働きかけるので、化粧品には配合できないものが数多くあります。

狂牛病が出現する前は、動物の血も化粧品へ配合されていました。
赤に着色させるわけではなく、血の中に含まれるタンパク質が目当てです。
いわゆる細胞を成長させる因子が入っていることを期待されて、アンチエイジング向の化粧品に使われていました。

美容皮膚科や美容外科では患者の血を抜いて、そこから成長因子を抜き、アンチエイジングに使う美容方法が流行っていますが、それの原型がもう１０年以上前から化粧品にありました。動物保護団体からは血を入れるなんて気味が悪いとして、非常に反発があったものです。

タンパク質を化粧品に入れる場合は、保湿目的もしくは肌の活性目的となり、いずれにせよ新鮮なタンパク質を配合する必要があります。

コラーゲンは動物性のものしかなく、一時期植物性コラーゲンというのもありましたが、動物のコラーゲンとは程遠いものです。
アミノ酸の配列に差が生じて同じような効果はありません。
ちなみに植物性コラーゲンというのは、ニンジンから抽出されます。
ただ、ニンジン抽出物をコラーゲンと呼ぶかどうかはかなり議論の余地があると思います。

化粧品に使われるタンパク質

化粧品に使われるタンパク質は主に以下のものがあります。

・コラーゲン
最も有名な成分です。魚由来、くらげ由来などのマリンコラーゲンが最近増えてきました。コラーゲンの問題は、温度が高いと変性してしまうこと。変性するといわゆるゼラチンとなり、保湿力や形態が大きく変わります。
ゼラチンからコラーゲンに戻ることはありますが、その割合はかなり少ないです。
どの動物から採ったかで、この変性温度が変わります。
マリンコラーゲンの場合は、低温で変性する問題点があります。
基本的には豚由来がまだまだ使われています。
魚にしても動物にしても皮から抽出します。
食用ゼラチンは、ある程度成長して大きくなった豚由来のものですが、化粧品向けのコラーゲンは、かわいそうな話ですが、豚は幼ければ幼いほど変性が少なく良いコラーゲンとなります。
（コラーゲンを煮て作るのがゼラチン）

・プラセンタ
こちらもかなり有名。胎盤抽出物です。EGFなどの成長因子を含んでいます。
ただ、狂牛病や口蹄疫など、家畜を狙い撃ちする疫病が流行しているため、プラセンタを加熱滅菌する必要があり、狂牛病が出現する前とは大きく変わっています。
つまり、EGFなどの成分は加熱滅菌時に壊れて、構造が変化します。
タンパク質も死んでしまうということでしょうか。EGFは入っていますが、死んだEGFなので、効き目もありません。EGFや他の成長因子といっても「豚」や「牛」の細胞を成長させるものですが。
狂牛病が流行る前までは、ゆるい加熱滅菌でしたが、今はウィルスを殺すためにかなりの熱をかけます。ウィルスはタンパク質で出来ていますので、とうぜんウィルスが死ぬ条件というのは、生理的なタンパク質の活性も失う条件ということでもあります。
特別に清潔な環境下で育てられたＳＰＦ豚由来などがあります。
あと、漢方薬ではヒト由来の胎盤もあるようです。

・シルク
言わずと知れた絹糸です。基本的には農家が養殖している家蚕と野生の野蚕の２種類があります。圧倒的に家蚕ものが流通しています。
主には繊維向けで化粧品への使用はごくわずかです。
シルクを粉状にしたシルクパウダーはファンデーション等に配合されます。
分解物はスキンケア化粧品向けです。

アミノ酸とタンパク質

本来保湿が優れるアミノ酸から出来た皮膚が水分不足になるというのは、不思議だと思いませんか。

タンパク質は色々あり、コラーゲンやエラスチンといった真皮に存在するタンパク質は保水力に富みます。

なのに皮膚を覆うケラチンタンパク質は水に飢えている状態で、水を吸ってもすぐに吐き出してしまうという性質があります。

水を吸うとしっかり保持するコラーゲンとは大きな違い。

もし、コラーゲンのような保水タンパク質が表皮にあれば、乾燥に対する悩みはほとんど起きないのかもしれません。

しかし、無いものをねだっても仕方ありません。

ほかのタンパク質もそうなのですが、原料となるアミノ酸自体は保水作用があるのにアミノ酸同士が連なりタンパク質になると、その性質は一気に失われがちです。

これは水分を保持するための部分が、アミノ酸同士の連結に使われるためで、保水部分が無くなることにより、保湿効果が急激に落ちます。

たとえばタンパク質の塊である絹糸は自ら集めた湿気で常に濡れていても不思議ではありませんが、実際の保湿力は弱く低湿度下では乾燥しています。
絹糸を構成するアミノ酸自体は保水作用があるため、保湿剤として化粧品へ配合されることもしばしば。

また、アレルギーの問題もタンパク質では生じますが、アミノ酸の状態では原理上起こりません。

同じシルクでもアミノ酸かタンパク質そのものかでは、保湿力やアレルギー性は大きく違います。

肌の保湿とアミノ酸 その２

セラミドと天然保湿因子が少なくなる原因のもうひとつが成熟した角質細胞ができないこと。

セラミドは細胞内で作られ、細胞が死んで角質となるときに外へ放出されます。

作られるときは細胞の寿命がもうすぐ終わるというところですので、何かの理由で早く死んでしまうと、必要なセラミド量が確保できません。

また、天然保湿因子も同じようなもので、とくに天然保湿因子の４０％を占めるアミノ酸は、肌のタンパク質がアミノ酸へ分解されできます。

この天然保湿因子の原料となるアミノ酸はプロフィラグリンと呼ばれ、十分に細胞が成熟したときに出来るという特徴があります。

プロフィラグリンが天然保湿因子になる道のりというのは、結構長くて、プロフィラグリン⇒フィラグリン⇒天然保湿因子という順となりますが、様々な種類の酵素の働きがあって、ようやくアミノ酸となります。

このプロフィラグリンタンパク質は、保湿成分になる役割だけでなく、ケラチンタンパク質を組織化して、柔軟性と硬さを持たせ、さらには細胞の周囲へも付着して、強固にしたりと多くの役割をひとつのタンパク質で担っています。

細胞を強くしたあと、保湿成分となって、角質の柔軟性を維持させるなど、実に無駄が無いように設計がされていることに驚きますが、困るのがちゃんとプロフィラグリンが出来るかどうかということ。

老人性乾皮症やアトピーなどは遺伝的な要因で、このプロフィラグリンの量が少なく、結果として角質中の保湿アミノ酸の量が少なくなっています。

しかも乾燥すれば正常な角質が出来る前に角質が剥がれてしまい、細胞が成熟する時間が足りなくなって、余計に保湿アミノ酸の量が少なくなるという悪循環につながります。

たとえばケミカルピーリング。ニキビ部分には有効ですが、乾燥肌の方は注意しないと、余計乾燥が進むこともあり、ピーリングについては慎重な運用が求められます。

肌の保湿成分とアミノ酸

一度、乾燥肌になってしまうとなかなか抜け出せない時があります。

乾燥肌になる原因は様々ですが、最も大きいのは外的要因。
つまり、湿度が低くなることが最大の原因。

これとは別にヒト側の原因もあります。

保湿は、皮脂膜、細胞間に存在するセラミド、細胞内にある天然保湿因子から成り立っており、いずれも加齢と共に産生量が落ちてきます。

この中でホルモンの変動を受けるのは皮脂膜で、他のセラミドや天然保湿因子はホルモン変動の影響はほとんどありません。

セラミドと天然保湿因子の産生量に大きく関与することは、遺伝的な要因と成熟した角質ができるかどうかという点です。

遺伝的な要因は、アトピー患者のセラミド合成遺伝子を調べると、アトピー患者のセラミド合成遺伝子では、普通のセラミドではなく、炎症を起こしやすいセラミド類似体を作ることがわかっています。

セラミドを作る原料は同じでも健常人では、素直にセラミドの割合が高いのに、アトピー患者ではセラミドの割合が低く、セラミドではなく炎症を起こしやすい物質を作ってしまうという点です。

また、天然保湿因子を作る遺伝子にもアトピー患者の２５％に異常があるということがわかっています。健常人では４％程度で存在しますので、やはり同じように天然保湿因子の産生量はアトピー患者では低くくなり、肌は乾燥しがちとなります。

セラミドと天然保湿因子も細胞内で合成され、何段階も経てようやく一人前の成分となります。

皮脂のように１段階で合成されるわけではありません。

様々な酵素の関与によりセラミドと天然保湿因子は作られるため、どこかの遺伝子に異常があり上手く働かないと、最終目的物がちゃんと作れないという問題点があります。

最近の日焼け止め

資生堂のアネッサのようにＳＰＦが５０を超えていても石鹸（洗顔料）で落ちる日焼け止めというのが、出てきました。

ポリマー技術の進歩により、石鹸で落とせたり、シリコーンを使用してもシリコンーン系界面活性剤の配合量を少し増やしておくことで、汗では落ちにくくても石鹸の洗浄力が加わると落ちたりするようになりました。

石鹸や水を弾くというのが、シリコーンポリマーの特徴だったのですが、シリコーン系界面活性剤が入っていると、石鹸を弾くことはなく、石鹸の乳化力を利用して、再溶解し流れ落とせます。

昔は出来なかったのですが、バランスの組み合わせで出来るようになり、大手メーカーであってもウォータープルーフなのに洗顔料のみで落とせるというのは珍しくありません。

海水浴では全身をウォータープルーフタイプの日焼け止めで覆う必要があり、クレンジングなどやってられないので、こういった石鹸で落とせるタイプというのは、重宝されるのでしょうか。

日焼け止めで特に落ちにくいのは酸化チタンや酸化亜鉛などで、有機系紫外線吸収剤というのは、イメージとは逆に落とすのはそれほど難しくありません。
有機系紫外線吸収剤の中には水溶性のものもあり、あっけなく汗で落ちるものも色々あります。

一時は人工いくらのように、ポリマーの膜で有機系日焼け止めを包み、簡単に石鹸で落とせるタイプのものもありましたが、こちらは高いＳＰＦは作りにくく、石鹸でなくても激しい汗で落ちてしまうという問題点もありました。

肌には直接付けたくない有機系紫外線吸収剤を肌へは付着させず、また肌へ浸透しないサイズのカプセルへ封じ込めることで、低刺激性のものが出来たのですが、カプセルに封じ込めたことが仇となって、肌への付着持続性が弱いという問題がありました。

ただ、有機系紫外線吸収剤も「肌へ浸透しないとてつもなく大きい分子」というものがキーワードとなって、開発が進みつつあります。
とはいっても紫外線吸収剤は、ほかの化粧品原料とは違って、厚労省の許可が必要で、厳しい安全性テストを合格したものしか使えません。
そのため、開発にはかなりの時間がかかるのですが、ＵＶＢをカットするタイプではシリコーンにくっつけて事実上肌へ浸透しないものも開発され、多くの化粧品に配合されています。
いずれはＵＶＡをカットするもので、同じような超高分子タイプが出来れば、より安全な日焼け止めが出来るようになると思います。

ミネラルオイルの良いところ その２

入浴後に使うボディーオイルでは、とくにオイル自身の保湿能というのが試されます。

入浴直後は水分で肌潤い、角質は柔らかくなっています。
ただし、これが１０分後になると入浴前の水分量に戻っていることもしばしば。
大量の水分を角質は一旦抱え込みますが、抱えた水分を保持することは出来ず、あっけなく手放してしまいます。

これは入浴時に水溶性の肌の保湿成分が流出するため、基本的には入浴前に比べると保湿成分の絶対量は減っており、その保湿成分の量以上には水分を抱え込むことができないからです。

ボディーローションなどで保湿成分を補えば、少しは乾燥までの時間を長引かせれますが、それでもまだまだ不足しています。

このとき、肌の保湿に有利なのがオイル。
ワセリンは一番保湿力が強いのですが、テクスチャが悪すぎるという問題点があります。

オリーブオイルはテクスチャもよく肌なじみも良いため好まれますが、保湿力がもう一歩という問題点もあります。

ここで登場してくるのがミネラルオイル。
ベビーオイルですが、入浴後の肌に肌に塗り、１０分後に除去して、角質層の水分量を測定すると、何も塗らなかった場合に比べて、水分量は６倍に増えていました。
同じように塗ったオリーブオイルでは何も塗らない皮膚に比べて２倍程度しか水分量はアップしていません。
安いベビーオイルが高いオリーブオイルより３倍も保湿効果があったというのは、興味深い結果ですが、うるおいを閉じ込める能力がそのまま発揮されたと思われます。

安いから保湿力が悪いというわけではないのが、化粧品の面白いところでしょうか。

ミネラルオイルの良いところ

ミネラルオイルの良いところといえば、閉塞性が高いこと。

つまり、保湿に効果のあるオイルと言えます。

ワセリンはもっとも保湿力の高いオイルで、水分蒸発を阻止する力はとても強いです。

皮膚上の水分蒸散に関する油脂の能力を見てみると、
ワセリンは水分損失量への影響はー４８％で、無水ラノリンがー３２％、ミネラルオイルがー２８％、シリコーンオイルがー２６％、スクラレンがー２３％、トリオレイン酸グリセライドがー２３％となり、ワセリンが最も水分の蒸発を阻止しています。
その次にラノリン、ミネラルオイルとなっていますが、ミネラルオイルの能力もオリーブオイル（トリオレイン酸グリセライド）に比べても蒸発阻止能力をもっています。

ちなみにワセリンやミネラルオイル、オリーブオイルなどの保湿は直接オイルが肌に水分を与えるのではなく、肌の上にオイルが乗ることで、その下の皮膚からの水分蒸発を阻止します。

それだけに閉塞効果が高いものほど、保湿効果は高くなり、ワセリンのようにべったりと肌に着く物が一番保湿効果が高いのも頷けるでしょう。

ただ、使用感となると、ワセリンは健常な皮膚ではべたつきを多く感じますので、使い続けるには難があります。

その点、ミネラルオイルは軽く伸びも良いオイルのため、同じような石油系成分でありながら、その感触は大幅に違います。

オリーブオイルはミネラルオイルとはまた違い、感触もそこそこ軽く肌なじみが良いという特徴があります。浸透がよいという感じでしょうか。
しかし、保湿を重視するのなら、肌の表面であまり浸透せずにオイルの膜を作るほうが、ちょうど肌の上にラップをかけるような形となり、保湿効果も高くなります。
この点からは浸透が悪いワセリンやミネラルオイルの方が保湿効果は高くなります。

ミネラルオイル

ミネラルオイルという表示名の成分はご存知でしょうか？

日本語に訳せば鉱物油。

だからといって、鉱物から採れるものではなく、石油から分留したもの。
有機系オイルです。

このミネラルオイルは、ベビーオイルをはじめとして、乳液、クリーム、クレンジングなど様々な化粧品に配合されています。

特に配合量が多いのは、クレンジングでしょうか。
ミネラルオイルが成分の上位にくるものも少なくありません。

石油を蒸留して出てくる成分を精製して作ります。

また、ミネラルオイルと一口で言っても様々な分子の大きさの混合物となっています。
低刺激性のミネラルオイルもあれば、逆に刺激性のあるものあり、使用感もまったくことなります。

これは分子の大きさが違うためで、分子が小さいものは肌への浸透性が高く、刺激の原因となりますが、逆に分子の大きいものは浸透性が低く、保湿力もあります。
分子の小さいものは、他の成分の溶解性が高くなり、クレンジング等に適しますが、分子が大きいものはクリームや乳液用途に使われます。

つまり、同じミネラルオイルといってもベビーオイルに使われるものとクレンジングに使われるものでは、粘度や刺激性、保湿力は全く別です。

また、オイルの中でも植物油に比べて安価ということもあり、様々な製品に幅広く使われています。

さて、このミネラルオイルですが、植物油とは違う面白い特質があります。