シラカンバ樹皮エキスとは…成分効果と毒性を解説

細胞賦活 抗アレルギー 抗老化
シラカンバ樹皮エキス
[化粧品成分表示名称]
・シラカンバ樹皮エキス

[医薬部外品表示名称]
・シラカバエキス

カバノキ科植物シラカンバ(∗1)(学名:Betula platyphylla var. japonica 英名:Japanese White Birch)の樹皮からエタノールBG、またはこれらの混液で抽出して得られる抽出物植物エキスです。

∗1 シラカンバは一般的には「シラカバ」と称されますが、標準和名は「シラカンバ」です(文献1:2003)。

シラカンバ(白樺)は、福井県を西端、静岡県を南端として、主に長野県や北海道に多く分布しており、樹皮が白く特徴的であることから広く知られています(文献2:2011)

また、北海道においては古くから先住民族であるアイヌの人々の間で早春の開花および開葉までの1カ月間に限り幹に穴をあけて得られるシラカンバ樹液が飲用、調理用として用いられてきた歴史があり、1980年代には北海道の美深町でシラカンバ樹液を飲料水として商品化したことによって「樹液を飲む」という森林文化が知られるようになったきっかけとしても知られています(文献3:1995)

シラカンバ樹皮エキスは天然成分であることから、地域、時期、抽出方法によって成分組成に差異があると推察されますが、その成分組成は主に、

分類 成分名称
テルペノイド トリテルペン ベツリン酸、ベツリン、ルペオール、オレアノール酸
フラボノイド フラバノール カテキン

これらの成分で構成されていることが報告されています(文献4:1996)

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、メイクアップ化粧品、化粧下地製品、ボディ&ハンドケア製品、シャンプー製品、コンディショナー製品、洗顔料、クレンジング製品、ボディソープ製品、デオドラント製品、入浴剤など様々な製品に使用されています。

表皮角化細胞増殖促進による細胞賦活作用

表皮角化細胞増殖促進による細胞賦活作用に関しては、まず前提知識として表皮ターンオーバーの構造と役割について解説します。

以下の表皮構造図をみてもらうとわかりやすいと思いますが、

表皮細胞の新陳代謝(ターンオーバー)のメカニズム

表皮細胞は、角化細胞(ケラチノサイト)とも呼ばれ、表皮最下層である基底層で生成された一個の角化細胞は、その次につくられた、より新しい角化細胞によって皮膚表面に向かい押し上げられていき、各層を移動していく中で有棘細胞、顆粒細胞と分化し、最後はケラチンから成る角質細胞となり、角質層にとどまったのち、角片(∗2)として剥がれ落ちます(文献5:2002)

∗2 角片とは、体表部分でいえば垢、頭皮でいえばフケを指します。

この表皮の新陳代謝は一般的にターンオーバー(turnover)と呼ばれ、正常なターンオーバーによって皮膚は新鮮さおよび健常性を保持しています(文献6:2002)

一方で、皮膚の新陳代謝は加齢によって低下していくことが知られており、皮膚代謝の低下によって皮膚内部での各化合物の生合成量の減少やダメージを受けた後の回復の遅延などが起こり、その結果として例えばハリやツヤの低下、シワの増加、乾燥の進行など好ましくない変化が現れてくることがわかっています。

このような背景から、ターンオーバーを正常化することは皮膚の健常性維持において重要であると考えられます。

1994年にサンスターによって報告されたシラカンバ樹皮エキスの表皮角化細胞およびヒト皮膚に対する影響検証によると、

in vitro試験においてケラチノサイト基本培地75mLに滅菌した牛胎児血清2.5mL、抗生物質0.8mL、1.6×10⁶個の角化細胞を添加した後に培養し、培養液を除去しケラチノサイト基本培地1.5mLに、リノール酸3μg、演歌カリウム3μg、抗生物質30μg、牛血清アルブミン30μg/mLを入れ、シラカンバ樹皮エキスを最終濃度0.1μg/mLになるように添加し、1週間培養した。

培養後に適切に処理し、シラカンバ樹皮エキスの代わりに蒸留水を用いたブランク試験(∗3)の細胞数を元にして細胞増殖比率を算出したところ、以下のグラフのように、

∗3 ブランクとは、評価する対象物を抜いた状態を指し、ここではシラカンバ樹皮エキスを除いた蒸留水のみのものを指します。

シラカンバ樹皮エキスの表皮角化細胞増殖促進作用

シラカンバ樹皮エキスは、表皮角化細胞増殖促進作用を有することが確認された。

次に、荒れ肌、乾燥肌などで悩む20人の女性被検者(30-40代)に2%シラカンバ樹皮エキス配合クリームおよびシラカンバ樹皮エキス未配合クリームを1日2回(朝夕)3ヶ月間にわたって塗布してもらった。

3ヶ月後に皮膚の湿潤性、柔軟性、弾力性およびツヤの各項目に対して「非常に良い」「良い」「やや良い」「変化なし」「やや悪い」の5段階で被検者に回答してもらったところ、以下の表のように、

試料 人数 湿潤性に対する評価
非常に良い 良い やや良い 変化なし やや悪い
シラカンバ樹皮エキス配合クリーム 20 9 7 3 1 0
クリームのみ(比較対照) 20 0 1 4 14 1
試料 人数 柔軟性に対する評価
非常に良い 良い やや良い 変化なし やや悪い
シラカンバ樹皮エキス配合クリーム 20 10 5 4 1 0
クリームのみ(比較対照) 20 0 2 6 12 0
試料 人数 弾力性に対する評価
非常に良い 良い やや良い 変化なし やや悪い
シラカンバ樹皮エキス配合クリーム 20 7 7 6 0 0
クリームのみ(比較対照) 20 0 1 3 16 0
試料 人数 ツヤに対する評価
非常に良い 良い やや良い 変化なし やや悪い
シラカンバ樹皮エキス配合クリーム 20 9 5 5 1 0
クリームのみ(比較対照) 20 0 2 3 14 1

2%シラカンバ樹皮エキス配合クリームの塗布は、未配合クリームと比較して美肌効果(しっとり感、なめらか感、ハリ、ツヤ)を発現することがわかった。

このような試験結果が明らかにされており(文献7:1994)、シラカンバ樹皮エキスに表皮角化細胞増殖促進(ターンオーバー促進)による細胞賦活作用が認められています。

ヒスタミン遊離抑制による抗アレルギー作用

ヒスタミン遊離抑制による抗アレルギー作用に関しては、まず前提知識として皮膚におけるアレルギーの種類およびⅠ型アレルギー性皮膚炎のメカニズムについて解説します。

皮膚におけるアレルギー反応は、

種類 名称 抗体 抗原 皮膚反応 考えられる主な疾患
Ⅰ型 即時型
アナフィラキシー型
IgE 化粧品、薬剤、洗剤、ダニ、カビ、ハウスダスト、金属、花粉、ほか 15-20分で最大の発赤と膨疹 アナフィラキシーショック、蕁麻疹、アレルギー性鼻炎、結膜炎、気管支喘息、アトピー性皮膚炎、ほか
Ⅳ型 遅延型
細胞性免疫
感作T細胞 細菌、真菌、自己抗原 24-72時間で最大の紅斑と硬結 アレルギー性接触性皮膚炎、アトピー性皮膚炎、ほか

主にこの2種類に分類されています(∗4)(文献8:2010;文献9:1968;文献10:1999)

∗4 アレルギーの分類としてはⅠ型-Ⅳ型まで4種類が存在し、Ⅰ型-Ⅲ型までの3種類が即時型に分類されていますが、皮膚に関連するものはⅠ型とⅣ型であることから、ここではⅠ型とⅣ型のみで構成しています。

Ⅰ型アレルギーは、即時型アレルギーまたはアナフィラキシー型とも呼ばれ、皮膚反応としては15-20分で最大に達する発赤・膨疹を特徴とする即時型皮膚反応を示しますが、このⅠ型アレルギー性炎症反応が起こるメカニズムは、以下のアレルギー性皮膚炎のメカニズム図をみてもらうとわかるように、

Ⅰ型アレルギー性皮膚炎のメカニズム

まず、アレルギーを起こす原因物質(抗原)が皮膚や粘膜から体内に侵入すると、抗原提示細胞(ランゲルハンス細胞や真皮樹状細胞)がその抗原の一部を自らの細胞表面に提示し、次にヘルパーT細胞の一種であるTh2細胞が抗原提示細胞の提示した抗原情報を認識し、抗原と結合して抗炎症性サイトカインの一種であるIL-4(Interleukin-4)を分泌します(文献10:1999)

次に、Th2細胞から分泌されたIL-4によりB細胞が刺激を受けIgE抗体を産生し、このIgE抗体が肥満細胞の表面にある受容体に結合することによりIgE抗体と抗原が反応し、肥満細胞に貯蔵されていたケミカルメディエーターであるヒスタミンが放出(脱顆粒)され、同時に細胞膜からはアラキドン酸が遊離し、ケミカルメディエーターであるロイコトリエンやプロスタグランジンに代謝されます(文献10:1999)

そして、放出されたヒスタミンはヒアルロニダーゼを活性化し、アラキドン酸から代謝されたロイコトリエンやプロスタグランジンとともに血管透過性を亢進させて浮腫を起こし、好酸球など炎症細胞の遊走を誘導し、炎症を引き起こします(文献10:1999;文献11:2009)

このような背景から、アレルギー性皮膚炎や肌荒れなどバリア機能が低下している場合に、アレルゲンの曝露からⅠ型炎症までのプロセスにおけるいずれかのポイントにアプローチすることは、アレルギー性炎症の抑制において重要であると考えられています。

1998年にノエビアによって報告されたシラカンバ樹皮エキスのヒスタミンおよびアトピー性皮膚炎症状に対する影響検証によると、

in vitro試験においてラット由来好塩基球白血病細胞液に各植物抽出物を加えて培養し、ヒスタミンの遊離阻害率を算出したところ、以下のグラフのように、

植物エキスのヒスタミン遊離抑制作用

シラカンバ樹皮エキス(50%BG抽出)は、95%以上のヒスタミン遊離抑制作用を示した。

次に、アトピー性皮膚炎を有する女性患者19人(17-30歳)の顔に0.5%シラカンバ樹皮エキス配合W/O型(油中水型)軟膏を、また比較対照としてシラカンバ樹皮エキス未配合軟膏をそれぞれ1日2回(朝夕)2週間にわたって塗布し、2週間後に評価したところ、以下の表のように、

試料 症例数 顕著 有効 やや有効 無効 悪化
シラカンバ樹皮エキス配合軟膏 19 5 11 3 0 0
軟膏のみ(比較対照) 15 0 1 3 7 4

0.5%シラカンバ樹皮エキス配合軟膏の塗布は、アトピー性皮膚炎の症状改善に有効であることがわかった。

このような試験結果が明らかにされており(文献12:1998)、シラカンバ樹皮エキスにヒスタミン遊離抑制による抗アレルギー作用が認められています。

コラゲナーゼ活性阻害による抗老化作用

コラゲナーゼ活性阻害による抗老化作用に関しては、まず前提知識として真皮の構造、役割および真皮に存在するタンパク質分解酵素であるコラゲナーゼについて解説します。

真皮については、以下の真皮構造図をみてもらうとわかりやすいと思いますが、

真皮の構造

表皮を下から支える真皮を構成する成分としては、細胞成分と線維性組織を形成する間質成分(細胞外マトリックス)に二分されますが、主成分である間質成分は大部分がコラーゲンからなる膠原線維とエラスチンからなる弾性繊維、およびこれらの間を埋める基質で占められており、細胞はその間に散在しています(文献13:2002;文献14:2018)

間質成分の大部分を占めるコラーゲンは、膠質状の太い繊維であり、その繊維内に水分を保持しながら皮膚の張りを支えています(文献13:2002)

このコラーゲンは、Ⅰ型コラーゲン(80-85%)とⅢ型コラーゲン(10-15%)が一定の割合で会合(∗5)することによって構成されており(文献15:1987)、Ⅰ型コラーゲンは皮膚や骨に最も豊富に存在し、強靭性や弾力をもたせたり、組織の構造を支える働きが、Ⅲ型コラーゲンは細い繊維からなり、しなやかさや柔軟性をもたらす働きがあります(文献16:2013)

∗5 会合とは、同種の分子またはイオンが比較的弱い力で数個結合し、一つの分子またはイオンのようにふるまうことをいいます。

エラスチン(elastin)を主な構成成分とする弾性繊維は、皮膚の弾力性をつくりだす繊維であり、コラーゲンとコラーゲンの間に絡み合うように存在し、コラーゲン同士をバネのように支えて皮膚の弾力性を保持しています(文献13:2002)

基質は、主に糖タンパク質(glycoprotein)プロテオグリカン(proteoglycan)およびグリコサミノグリカン(glycosaminoglycan)で構成されたゲル状物質であり、これらの分子が水分を保持し、コラーゲンやエラスチンと結合して繊維を安定化させることにより、皮膚は柔軟性を獲得しています(文献13:2002;文献14:2018)

プロテオグリカンは、軸タンパクにグリコサミノグリカンが多数結合した分子量10万-100万以上の巨大な分子であり、グリコサミノグリカンは酸性ムコ多糖類であるヒアルロン酸コンドロイチン硫酸を主成分とし、ヒアルロン酸は水分保持に関与し、コンドロイチン硫酸は繊維の支持や他の基質の保持に働いています(文献14:2018)

細胞成分として線維芽細胞(fibroblast)は、真皮に分散しており、コラーゲン繊維や弾性繊維、ムコ多糖を産生する細胞であることから、必要に応じて線維芽細胞が活発に働きこれらの物質が順調につくられていることが、皮膚の張りや弾力を維持する上で重要です(文献13:2002)

真皮の働きを要約すると、

  • コラーゲン繊維が水分を保持しながら皮膚の張りを支持
  • エラスチンを主とした弾性繊維がコラーゲン同士をバネのように支えて皮膚の弾力性を保持
  • 基質(ゲル状物質)が水分を保持し、コラーゲン繊維と弾性繊維を安定化

それぞれがこのように働くことで、皮膚は張りや柔軟性・弾性を獲得しています。

一方で、紫外線を浴びる時間や頻度に比例して、間質成分であるコラーゲン、エラスチン、ムコ多糖類への影響が大きくなり、シワの形成促進、色素沈着の増加など老化現象が徐々に進行することが知られています(文献17:2002)

コラーゲンにおいては、UVA曝露によりコラーゲン合成能の減少(文献18:1993)やコラーゲンを特異的に分解する酵素であるコラゲナーゼの産生が促進されることが報告されており(文献19:1993)、このような長期紫外線暴露後の細胞外マトリックス成分の産生・分解系バランスの崩れが光老化の原因であると考えられています(文献20:1998)

このような背景から、紫外線曝露によって線維芽細胞から産生されるコラーゲン分解酵素であるコラゲナーゼの活性を阻害することは、紫外線曝露による光老化の抑制に重要であると考えられます。

2003年に一丸ファルコスによって報告されたシラカンバ樹皮エキスのコラゲナーゼおよびヒト皮膚への影響検証によると、

in vitro試験において、合成基質0.5mg/mLにコラゲナーゼ0.1mg/mLおよび固形分濃度0.5%に調製した各植物抽出液を添加し、反応および処理後にコラゲナーゼ阻害率を算出したところ、以下の表のように、

試料 コラゲナーゼ活性阻害率(%)
シラカンバ樹皮エキス 約95

シラカンバ樹皮エキスは、コラゲナーゼ活性を有意に阻害する作用を有することが確認された。

次に、60人の女性被検者(25-50歳)を30人1グループとし、1つのグループには5%シラカンバ樹皮エキス(水抽出)配合乳液を、また対照としてシラカンバ樹皮エキス未配合乳液をそれぞれ1日2回(朝晩)3ヶ月にわたって顔面に塗布してもらった。

3ヶ月後に「有効:肌のハリ・ツヤが増し、シワ・タルミが目立たなくなった」「やや有効:肌のハリ・ツヤがやや増し、シワ・タルミがやや目立たなくなった」「無効:使用前と変化なし」の基準で評価したところ、以下の表のように、

試料 肌のハリ・ツヤに対する評価(人数)
有効 やや有効 無効
シラカンバ樹皮エキス配合乳液 6 23 1
乳液のみ(対照) 0 4 26
試料 肌のシワ・タルミに対する評価(人数)
有効 やや有効 無効
シラカンバ樹皮エキス配合乳液 5 22 3
乳液のみ(対照) 0 3 27

5%シラカンバ樹皮エキス配合乳液の塗布は、有意に肌にハリ・ツヤを与え、また肌のシワ・タルミを目立たなくすることが確認された。

このような試験結果が明らかにされており(文献21:2003)、シラカンバ樹皮エキスにコラゲナーゼ活性阻害による抗老化作用が認められています。

シラカンバ樹皮エキスの安全性(刺激性・アレルギー)について

シラカンバ樹皮エキスの現時点での安全性は、

  • 外原規2021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2021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:詳細不明
  • 皮膚感作性(アレルギー性):ほとんどなし(データなし)

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

一丸ファルコスの安全性試験データ(文献21:2003)によると、

  • [動物試験] 3匹のウサギの剃毛した背部に乾燥固形分濃度0.5%シラカンバ樹皮エキス水溶液を塗布し、塗布24,48および72時間後に紅斑および浮腫を指標として一次刺激性を評価したところ、いずれのウサギも紅斑および浮腫を認めず、この試験物質は皮膚一次刺激性に関して問題がないものと判断された
  • [動物試験] 3匹のモルモットの剪毛した側腹部に乾燥固形分濃度0.5%シラカンバ樹皮エキス水溶液0.5mLを1日1回週5回、2週にわたって塗布し、各塗布日および最終塗布日の翌日に紅斑および浮腫を指標として皮膚刺激性を評価したところ、いずれのモルモットも2週間にわたって紅斑および浮腫を認めず、この試験物質は皮膚累積刺激性に関して問題がないものと判断された

と記載されています。

試験データをみるかぎり、共通して皮膚刺激なしと報告されているため、一般に皮膚刺激性はほとんどないと考えられます。

眼刺激性について

試験結果や安全性データがみあたらないため、現時点ではデータ不足により詳細は不明です。

∗∗∗

シラカンバ樹皮エキスは細胞賦活成分、抗アレルギー成分、抗老化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:細胞賦活成分 抗アレルギー成分 抗老化成分

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参考文献:

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