セラミドNP(セラミド3)とは…成分効果と毒性を解説

バリア改善
セラミドNP
[化粧品成分表示名称]
・セラミドNP(改正名称)
・セラミド3(旧称)

[医薬部外品表示名称]
・N-ステアロイルフィトスフィンゴシン
・ステアロイルフィトスフィンゴシン(簡略名)

[慣用名]
・ヒト型セラミド

化学構造的にスフィンゴイド塩基の一種であるフィトスフィンゴシンのアミノ基(-NH2に飽和脂肪酸または一価不飽和脂肪酸(∗1)がアミド結合したヒト皮膚同一型セラミドです(文献1:2015)

∗1 一価不飽和脂肪酸とは、二重結合を1つだけもつ不飽和脂肪酸のことです。

スフィンゴ脂質の一種であるセラミドについては、以下の表皮最外層である角質層の構造をみてもらうとわかりやすいと思いますが、

角質層の構造

角質層は天然保湿因子を含む角質細胞と角質の間を細胞間脂質で満たした、レンガとモルタルの関係と同様の構造となっており、細胞間脂質は主に、

細胞間脂質構成成分 割合(%)
セラミド 50
遊離脂肪酸 20
コレステロール 15
コレステロールエステル 10
糖脂質 5

このような脂質組成で構成されています(文献2:1995)

セラミドは、化学構造的にスフィンゴイド塩基を骨格として脂肪酸をアミド結合したスフィンゴ脂質ですが、ヒト角質層においては以下の表のように、

スフィンゴイド塩基 ノンヒドロキシ脂肪酸
(Non hydroxy FA)
α-ヒドロキシ脂肪酸
(Alpha hydroxy FA)
エステルω-ヒドロキシ脂肪酸
(Ester-linked Omega hydroxy FA)
ジヒドロスフィンゴシン
(Dihydrosphingosine)
セラミドNDS
セラミド10
セラミドADS
セラミド11
セラミドEODS
セラミド12
スフィンゴシン
(sphingosine)
セラミドNS
セラミド2
セラミドAS
セラミド5
セラミドEOS
セラミド1
フィトスフィンゴシン
(Phytosphingosine)
セラミドNP
セラミド3
セラミドAP
セラミド6
セラミドEOP
セラミド9
6-ヒドロキシスフィンゴシン
(6-Hydroxysphingosine)
セラミドNH
セラミド8
セラミドAH
セラミド7
セラミドEOH
セラミド4

4種類のスフィンゴイド塩基の存在と、非ヒドロキシ脂肪酸(∗2)、α-ヒドロキシ脂肪酸、ω-ヒドロキシ脂肪酸といった3種類の脂肪酸の存在が確認されており、これらの結合パターンによって12種類のセラミドタイプに分類されています(∗3)(文献3:2008)

∗2 非ヒドロキシ脂肪酸とは、飽和脂肪酸または不飽和脂肪酸のことであり、セラミドに結合する非ヒドロキシ脂肪酸は飽和脂肪酸または一価不飽和脂肪酸です。一価不飽和脂肪酸とは、二重結合を1つもつ不飽和脂肪酸です。

∗3 「セラミド + 数字」は旧称であり、皮膚科学など学術分野に準拠して改正名称である「セラミド + 英字」と関連付けましたが、化粧品表示名称においては、業界事情があり異なる部分があるため、詳細はセラミドの旧称および改正名称一覧と名称理解において誤解しやすい点を参照してください。

これら12種類のセラミドタイプは、角質層ですべて存在が確認されており(文献3:2008;文献4:2011)、またスフィンゴイド塩基に結合する脂肪酸は、炭素数16-24(C16-24)の長鎖脂肪酸に加え、炭素数26以上の超長鎖脂肪酸も多く存在しており、個別分子としては342種が確認されています(文献3:2008)

細胞間脂質のセラミド組成としては、

セラミドの種類(化学名称) 割合(%)
旧称 改正名称
セラミド1 セラミドEOS 8
セラミド2 セラミドNS 21
セラミド3 セラミドNP 13
セラミド4 セラミドEOH 4
セラミド5 セラミドAS 27
セラミド6 セラミドAP 4
セラミド7 セラミドAH 22

このように報告(∗4)されています(文献5:1994)

∗4 12種類のセラミド組成データがみつからないため、セラミドが7種類のみ同定されていた1994年のセラミド組成を記載しています(7種類以上のセラミド組成データがみつかりしだい追補します)。

これら細胞間脂質は以下の図のように、

細胞間脂質におけるラメラ構造

疎水層と親水層を繰り返すラメラ構造を形成していることが大きな特徴であり、脂質が結合水(∗5)を挟み込むことで水分を保持し、角質細胞間に層状のラメラ液晶構造を形成することでバリア機能を発揮すると考えられており、このバリア機能は、皮膚内の過剰な水分蒸散の抑制および一定の水分保持、外的刺激から皮膚を防御するといった重要な役割を担っています。

∗5 結合水とは、たんぱく質分子や親液コロイド粒子などの成分物質と強く結合している水分であり、純粋な水であれば0℃で凍るところ、角層中の水のうち33%は-40℃まで冷却しても凍らないのは、角層内に存在する水のうち約⅓が結合水であることに由来しています(文献6:1991)。

一方で、皮膚が乾燥寒冷下に長時間曝露されるような外的要因やアトピー性皮膚炎のような内的要因により乾皮症(ドライスキン)が生じた場合は、角質層の機能低下が起こり、その結果として角質層の水分保持能の低下およびバリア機能低下による経表皮水分蒸散量(transepidermal water loss:TEWL)の上昇が知られています(文献7:2004)

アトピー性皮膚炎は多様な病因により生じますが、一部のアトピー性皮膚炎患者の角質層において、セラミド/コレステロール比率の低下(文献8:1998;文献9:2011)やセラミドタイプのうち、EOS(セラミド1)、NP(セラミド3)およびNH(セラミド8)の低下とNS(セラミド2)、AS(セラミド5)、AH(セラミド7)、AP(セラミド6)およびADS(セラミド11)の増加など脂質組成の変化が報告されており(文献8:1998;文献10:1991;文献11:1999)、とくにバリア機能と関連が深いアシルセラミド(∗6)の低下が相対的に大きいことが明らかにされています(文献2:1995;文献11:1999)

∗6 アシルセラミドとは、12種類のセラミドタイプの分類のうちエステルω-ヒドロキシ脂肪酸が結合したセラミドのことをいい、化学構造的に通常のセラミドがスフィンゴイド塩基と脂肪酸の2つの疎水鎖から構成されているのに対して、アシルセラミドは脂肪酸部分にリノール酸を加えた(エステル結合した)3つの疎水鎖構造をもつため、炭素鎖長が28以上の超長鎖脂肪酸を有しているのが特徴です(文献12:2008;文献13:2017)

ただし、これらセラミド量の低下やセラミド組成の変化の原因は、現時点では明らかになっておらず、今後さらなる解明が求められています。

化粧品に配合される場合は、

これらの目的で、スキンケア化粧品、ボディ&ハンドケア製品、メイクアップ化粧品、洗顔料、シャンプー製品、トリートメント製品、シート&マスク製品、アウトバストリートメント製品、クレンジング製品など様々な製品に使用されています。

セラミド補強によるバリア改善作用

セラミド補強によるバリア改善作用に関しては、1999年に日光ケミカルズによって報告されたセラミドNP塗布によるバリア機能への有用性検証によると、

皮膚の組成を常に正常な状態に保つ最も直接的な方法は、失われた脂質を皮膚に供給することによって復元することである。

このためにはいくつかの異なった方法があるが、セラミドを皮膚に適用することもそのひとつである。

セラミドを皮膚に塗布する場合の重要なファクターは、皮膚への塗布の仕方にあり、早く効果を発揮するためには皮膚の脂質膜とまったく同じか、あるいか非常に似ている必要がある。

このような背景から、セラミドNP、ラウロイルラクチレートNa(ラウロイル乳酸Na)カルボマーで構成した製剤を開発し、この製剤が皮膚に存在するマルチラメラ液晶構造を安定に形成することを確認した。

ラメラ液晶構造を有する層は皮膚に容易に入り、皮膚の脂質バリア機能を回復させることが知られている。

そこで15人の被検者の皮膚をアセトンで処理したダメージ皮膚にセラミドNP配合乳化剤を塗布したところ、有意なバリア機能の回復が認められた。

このような検証結果が明らかにされており(文献14:1999)、セラミドNPにセラミド補強によるバリア改善作用が認められています。

ただし、細胞間脂質のラメラ液晶構造はセラミド単体では形成されず、セラミドの単体塗布ではバリア機能は回復しないことが報告されており(文献15:1996)、セラミドは同じく細胞間脂質を構成するコレステロール(∗7)と遊離脂肪酸などの両親媒性脂質(∗8)またはラメラ液晶形成能をもつ乳化剤と混合することで形成されるため(文献16:2004)、一般的に製品においてはこれらを併用した処方が用いられています。

∗7 コレステロールの代わりにフィトステロールズ、またはそれらの誘導体などが使用されることもあります。

∗8 両親媒性とは、親水性と親油性の両方を有している性質のことです。

複合セラミド原料としてのセラミドNP(セラミド3)

セラミドNPは、他のセラミドやセラミド関連物質とあらかじめ混合された複合原料があり、セラミドNPと以下の成分が併用されている場合は、複合セラミド原料として配合されている可能性が考えられます(∗9)

∗9 改正名称で記載していますが、実際の製品においては旧称で表示されている可能性が考えられるため、改正名称の後に化粧品成分表示名称に準拠した旧称も記載しておきます。また化学名称における「セラミドEOP:セラミド9」は化粧品成分表示名称において「セラミドEOP:セラミド1」、「セラミドNDS:セラミド10」は「セラミドNG:セラミド2」、「セラミドADS:セラミド11」は「セラミドAG:セラミド5」と表示されます。

原料名 SK-influx Ⅴ MB
構成成分 セラミドNP(セラミド3)、セラミドAP(セラミド6Ⅱ)、セラミドEOP(セラミド1)フィトスフィンゴシンコレステロールラウロイルラクチレートNa(ラウロイル乳酸Na)カルボマーキサンタンガム
特徴・主な用途 水溶性のヒト皮膚同一型脂質混合物
原料名 Skinmimics
構成成分 セテアレス-25グリセリンセタノールベヘン酸コレステロール、セラミドEOP(セラミド1)、セラミドEOS(セラミド1)セラミドNP(セラミド3)、セラミドNS(セラミド2)、セラミドAP(セラミド6Ⅱ)、カプロオイルフィトスフィンゴシン、カプロオイルスフィンゴシン
特徴・主な用途 表皮の水分量管理システムを最適化し、皮膚本来の保水バリアー機能を修復する、スフィンゴカインを有したヒト皮膚同一型脂質混合物
原料名 NIKKOL セラリピッド PI236
構成成分 セラミドNG(セラミド2)セラミドNP(セラミド3)、セラミドAP(セラミド6Ⅱ)イソステアリン酸フィトステリルべヘニルアルコール、ペンタステアリン酸ポリグリセリル-10、ステアロイルラクチレートNa
特徴・主な用途 水中でラメラ層を形成する安定なヒト型セラミド混合物およびイソステアリン酸フィトステリル配合物
原料名 NIKKOL セラリピッド PS236
構成成分 セラミドNG(セラミド2)セラミドNP(セラミド3)、セラミドAP(セラミド6Ⅱ)フィトスフィンゴシンべヘニルアルコール、ペンタステアリン酸ポリグリセリル-10、ステアロイルラクチレートNa
特徴・主な用途 水中でラメラ層を形成する安定なヒト型セラミド混合物およびフィトスフィンゴシン配合物
原料名 Composite-C3
構成成分 水添レシチンコレステロールセラミドNG(セラミド2)セラミドNP(セラミド3)、セラミドAP(セラミド6Ⅱ)
特徴・主な用途 皮膚細胞間脂質成分のみで構成された、どんな油剤も乳化可能な乳化剤
原料名 Composite-C4
構成成分 水添レシチンコレステロールセラミドNG(セラミド2)セラミドNP(セラミド3)セラミドAG(セラミド5)、セラミドAP(セラミド6Ⅱ)
特徴・主な用途 皮膚細胞間脂質成分のみで構成された、どんな油剤も乳化可能な乳化剤
原料名 Phytopresome Cera-23
構成成分 水添レシチンフィトステロールズセラミドNG(セラミド2)セラミドNP(セラミド3)
特徴・主な用途 2種類のセラミドを配合したリポソーム前駆体
原料名 Phytocompo-C
構成成分 水添レシチンフィトステロールズセラミドNG(セラミド2)セラミドNP(セラミド3)、セラミドAP(セラミド6Ⅱ)
特徴・主な用途 皮膚細胞間脂質成分のみで構成された、どんな油剤も乳化可能な乳化剤
原料名 Phytocompo-C5
構成成分 水添レシチンフィトステロールズセラミドNG(セラミド2)セラミドNP(セラミド3)セラミドAG(セラミド5)、セラミドAP(セラミド6Ⅱ)
特徴・主な用途 皮膚細胞間脂質成分のみで構成された、どんな油剤も乳化可能な乳化剤
原料名 Phytocompo-SC
構成成分 水添レシチンフィトステロールズグリセリンBGセラミドNG(セラミド2)セラミドNP(セラミド3)、セラミドAP(セラミド6Ⅱ)
特徴・主な用途 3種のセラミドを含む皮膚細胞間脂質の乳化物をグリセリンとBGに分散させたプレミックス
原料名 Phytopresome Cera-V
構成成分 水添レシチンフィトステロールズ、セラミドEOP(セラミド1)セラミドNG(セラミド2)セラミドNP(セラミド3)セラミドAG(セラミド5)、セラミドAP(セラミド6Ⅱ)
特徴・主な用途 皮膚へ保湿効果およびバリア機能向上効果を与える、5種のセラミドを含むリポソーム液
原料名 Ceracare AC45
構成成分 セラミドEOP(セラミド1)、セラミドNS(セラミド2)セラミドNP(セラミド3)、セラミドAS(セラミド5)、セラミドAP(セラミド6Ⅱ)水添レシチンコレステロールステアリン酸グリセリルDPG
特徴・主な用途 皮膚へ保湿効果およびバリア機能向上効果を与える、5種のセラミドを含むリポソーム液
原料名 NanoRepair-CMC
構成成分 コレステロール、クオタニウム-33、セラミドNG(セラミド2)セラミドNP(セラミド3)、セラミドAP(セラミド6Ⅱ)
特徴・主な用途 アンテイソ脂肪酸および3種のセラミドを含む毛髪構成脂質を用いた毛髪補修ナノカプセル
原料名 NanoRepair-CMC5
構成成分 コレステロール、クオタニウム-33、セラミドEOP(セラミド1)セラミドNG(セラミド2)セラミドNP(セラミド3)セラミドAG(セラミド5)、セラミドAP(セラミド6Ⅱ)
特徴・主な用途 アンテイソ脂肪酸および5種のセラミドを含む毛髪構成脂質を用いた毛髪補修ナノカプセル

実際の使用製品の種類や数および配合量は、海外の2013-2015年の調査結果になりますが、以下のように報告されています。

以下表におけるリーブオン製品は、付けっ放し製品(スキンケア製品やメイクアップ製品など)を表しており、またリンスオフ製品というのは、洗い流し製品(シャンプー、ヘアコンディショナー、ボディソープ、洗顔料、クレンジングなど)を指します。

セラミドNPの配合製品数と配合量の調査結果(2013-2015年)

セラミド3の配合製品数と配合量の調査結果(2013-2015年)

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セラミドNPの安全性(刺激性・アレルギー)について

セラミドNPの現時点での安全性は、

  • 外原規2006規格の基準を満たした成分が収載される医薬部外品原料規格2006に収載
  • 20年以上の使用実績
  • 皮膚刺激性:ほとんどなし
  • 眼刺激性:ほとんどなし
  • 皮膚感作性(アレルギー性):ほとんどなし

このような結果となっており、化粧品配合量および通常使用下において、一般的に安全性に問題のない成分であると考えられます。

以下は、この結論にいたった根拠です。

皮膚刺激性および皮膚感作性(アレルギー性)について

Cosmetic Ingredient Reviewの安全性データ(文献1:2015)によると、

  • [ヒト試験] 33人の被検者に10%セラミドNPを含むワセリンを24時間閉塞パッチ適用し、パッチ除去1および24時間後に試験部位の皮膚刺激性を評価したところ、この試験物質は皮膚刺激性を示さなかった(Evonik Degussa GmbH,2014)
  • [ヒト試験] 44人の被検者に5%セラミドNPを含むワセリンを24時間閉塞パッチ適用し、パッチ除去1および24時間後に試験部位の皮膚刺激性を評価したところ、この試験物質は皮膚刺激性を示さなかった(Evonik Degussa GmbH,2014)
  • [動物試験] 20匹のモルモットにセラミドNPを含むPG溶液を対象にMaximization皮膚感作性試験を実施したところ、この試験物質は皮膚感作剤ではなかった(Evonik Degussa GmbH,2014)

と記載されています。

試験データをみるかぎり、共通して皮膚刺激および皮膚感作なしと報告されているため、皮膚刺激性および皮膚感作性はほとんどないと考えられます。

眼刺激性について

Cosmetic Ingredient Reviewの安全性データ(文献1:2015)によると、

  • [動物試験] ウサギの片眼にセラミドNP100mgを1週間にわたって毎日適用し、各適用後に眼刺激性を評価したところ、この試験物質は眼刺激性を示さなかった(Anonymous,1998)
  • [動物試験] 3匹のウサギの片眼にセラミドNPパウダー27mgを適用し、適用24時間後に眼を洗眼した。適用から1,24,48および72時間後に眼刺激性を評価したところ、この試験物質は非刺激剤に分類された(Evonik Degussa GmbH,2014)

と記載されています。

試験データをみるかぎり、共通して眼刺激なしと報告されているため、眼刺激性はほとんどないと考えられます。

∗∗∗

セラミドNPはバリア改善成分にカテゴライズされています。

成分一覧は以下からお読みください。

参考:バリア改善成分

∗∗∗

文献一覧:

  1. Cosmetic Ingredient Review(2015)「Safety Assessment of Ceramides as Used in Cosmetics」Final Report.
  2. 芋川 玄爾(1995)「皮膚角質細胞間脂質の構造と機能」油化学(44)(10),751-766.
  3. Y. Masukawa, et al(2008)「Characterization of overall ceramide species in human stratum corneum」Journal of Lipid Research(49)(7),1466-1476.
  4. JV. Smeden, et al(2011)「LC/MS analysis of stratum corneum lipids: ceramide profiling and discovery」Journal of Lipid Research(61)(7),1211-1221.
  5. KJ Robson, et al(1994)「6-Hydroxy-4-sphingenine in human epidermal ceramides」Journal of Lipid Research(35)(11),2060-2068.
  6. G Imokawa, et al(1991)「Stratum corneum lipids serve as a bound-water modulator」Journal of Investigate Dermatology(96)(6),845-851.
  7. 石田 賢哉(2004)「光学活性セラミドの開発と機能」オレオサイエンス(4)(3),105-116.
  8. Di Nardo, et al(1998)「Ceramide and cholesterol composition of the skin of patients with atopic dermatitis」Acta Dermato-Venereologica(78),27-30.
  9. I. Angelova‐Fischer, et al(2011)「Distinct barrier integrity phenotypes in filaggrin‐related atopic eczema following sequential tape stripping and lipid profiling」Experimental Dermatology(20)(4),351-356.
  10. G Imokawa, et al(1991)「Decreased Level of Ceramides in Stratum Corneum of Atopic Dermatitis: An Etiologic Factor in Atopic Dry Skin?」Journal of Investigate Dermatology(96)(4),523-526.
  11. O. Bleck, et al(1999)「Two Ceramide Subfractions Detectable in Cer(AS) Position by HPTLC in Skin Surface Lipids of Non-Lesional Skin of Atopic Eczema」Journal of Investigative Dermatology(113)(6),894-900.
  12. Y. Uchida, et al(2008)「Omega-O-acylceramide, a lipid essential for mammalian survival」Journal of Dermatological Science(51)(2),77-87.
  13. 大野 祐介(2017)「皮膚バリア機能に必須な脂質アシルセラミドの生合成機構の解明」YAKUGAKU ZASSHI(137)(10),1201-1208.
  14. W. Wilden, et al(1999)「皮膚と同一の脂質混合物」Fragrance Journal(27)(10),71-74.
  15. M. Mao-Qiang, et al(1996)「Optimization of Physiological Lipid Mixtures for Barrier Repair」Journal of Investigate Dermatology(106)(5),1096-1101.
  16. 石田 賢哉(2004)「光学活性セラミドの開発と機能」オレオサイエンス(4)(3),105-116.

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