乳酸Naの基本情報・配合目的・安全性

乳酸Na

化粧品成分表示名称 乳酸Na
医薬部外品表示名称 乳酸ナトリウム液
医薬部外品表示名称(簡略名) 乳酸Na液
配合目的 保湿緩衝 など

1. 基本情報

1.1. 定義

以下の化学式で表される、有機酸の一種である乳酸のナトリウム塩です[1][2]

乳酸Na

1.2. 化粧品以外の主な用途

乳酸Naの化粧品以外の主な用途としては、

分野 用途
医薬品 電解質補正目的で電解質補液に添加して用いられています[3]。また安定・安定化、緩衝、等張化、pH調整目的の医薬品添加剤として静脈内注射、外用剤に用いられています[4]

これらの用途が報告されています。

2. 化粧品としての配合目的

化粧品に配合される場合は、

  • 水分量増加および柔軟持続性向上による保湿作用
  • pH調整による緩衝

主にこれらの目的で、スキンケア化粧品、シャンプー製品、コンディショナー製品、アウトバストリートメント製品、ボディ&ハンドケア製品、洗顔料&洗顔石鹸、シート&マスク製品、クレンジング製品、ボディソープ製品、メイクアップ化粧品など様々な製品に汎用されています。

以下は、化粧品として配合される目的に対する根拠です。

2.1. 水分量増加および柔軟持続性向上による保湿作用

水分量増加および柔軟持続性向上による保湿作用に関しては、まず前提知識として皮膚最外層である角質層の構造と役割および角質細胞におけるPCA-Naの役割について解説します。

直接外界に接する皮膚最外層である角質層は、以下の図のように、

角質層の構造

水分を保持する働きもつ天然保湿因子を含む角質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になっており、この構造が保持されることによって外界からの物理的あるいは化学的影響から身体を守り、かつ体内の水分が体外へ過剰に蒸散していくのを防ぐとともに一定の水分を保持する役割を担っています[5][6]

また、角質層において水分を保持する働きをもつ物質は、天然保湿因子(NMF:natural Moisturizing Factor)と呼ばれる親水性の吸湿物質であり、天然保湿因子は以下の表のように、

成分 含量(%)
アミノ酸類 40.0
ピロリドンカルボン酸(PCA) 12.0
乳酸 12.0
尿素 7.0
アンモニア、尿酸、グルコサミン、クレアチン 1.5
ナトリウム(Na⁺) 5.0
カリウム(K⁺) 4.0
カルシウム(Ca²⁺) 1.5
マグネシウム(Mg²⁺) 1.5
リン酸(PO₄³⁻) 0.5
塩化物(Cl⁻) 6.0
クエン酸 0.5
糖、有機酸、ペプチド、未確認物質 8.5

アミノ酸、有機酸、塩などの集合体として存在しています[7]

有機酸の一種である乳酸は、単体では角質の柔軟化の役割を担っていますが[8a]、ナトリウム塩の形である乳酸Naとしては優れた吸湿性・保水性を示し、PCA-Naとともに天然保湿因子の吸湿作用の中心的役割を担っています[9]

乳酸単体と乳酸Naの作用が異なる点については、塩(ナトリウム塩:NaCl)は柔軟持続性を有しており[8b]、塩化処理した場合に保湿剤同様の効果が発揮されるためであると考えられています。

乳酸Naは優れた保水性を有していますが、特徴的なのは、以下の表のように、

分類 保湿成分 結合水量(g)
有機酸塩 乳酸Na 2.5
アミノ酸 プロリン 2.4
アミノ酸代謝物 PCA-Na 2.1
多価アルコール グリセリン 1.9
糖アルコール ソルビトール 1.5

保湿剤の中でも多量の結合水(∗1)を保持する特性があり、温度や湿度の影響にほとんど関係なく水分を保持できることです[10]

∗1 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す。純粋な水であれば0℃で凍るところ、角層中の水が-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33%が結合水であることに由来しています[11]

このような背景から、角質層の水分保持にPCA-Naが重要な役割を果たしていると考えられています。

1989年に慶応義塾大学理工学部と川研ファインケミカルの合同研究によって報告された吸湿性・保湿性試験によると、

– 吸湿性試験 –

ヒアルロン酸Na、PCA-Naおよび乳酸Naの吸湿性・保湿性を検討するために、相対湿度を43%または81%とした20℃の恒温室中に、それぞれの含水試料(乾燥した試料に乾燥重量の10%の水を添加したもの)0.5gを放置し、経時的に吸湿率(水分増加率)を測定したところ、以下のグラフのように、

相対湿度81℃における各保湿剤の吸湿性

相対湿度43℃における各保湿剤の吸湿性

乳酸Naは、どちらの湿度においても経時変化において顕著な吸湿性・保水性を示した。

乳酸NaおよびPCA-Naは低分子であり、高分子のヒアルロン酸Naに比べると即応性は高くないが、徐々に吸水が起こり、40時間後にはどちらもヒアルロン酸Na以上の吸湿性が認められた。

このような検証結果が明らかにされており[12]、乳酸Naに水分量増加および柔軟持続性向上による保湿作用が認められています。

ただし、単独配合は理想的ではなく、他の保湿剤の機能との相乗効果を兼ねた組み合わせが重要とされており[8c]、天然保湿因子であることから、一般的に他の天然保湿因子や保湿剤と一緒に配合されます。

2.2. pH調整による緩衝

pH調整による緩衝に関しては、まず前提知識として緩衝溶液(Buffer Solution)について解説します。

緩衝溶液とは、外からの作用に対してその影響を和らげようとする性質をもつ溶液であり、つまりある程度の酸または塩基(アルカリ)の添加あるいは除去または希釈にかかわらず、ほぼ一定のpHを維持する溶液のことです[13]

たとえば人間の皮膚は弱酸性であり、入浴などで中性に傾いたとしてもすぐに弱酸性に保たれますが、これは緩衝作用が働いているためです。

化粧品においては、pHが変動してしまうと効果を発揮しなくなる成分や品質の安定性が保てなくなる成分などが含まれており、化粧品の内容物がpH変動要因である大気中の物質に触れたり、人体の細菌類に触れても品質を保つ(pHを保つ)ために、緩衝剤のひとつとして乳酸と乳酸Naとの組み合わせが使用されています[14]

3. 混合原料としての配合目的

乳酸Naは、混合原料が開発されており、乳酸Naと以下の成分が併用されている場合は、混合原料として配合されている可能性が考えられます。

原料名 PRODEW 300
構成成分 乳酸NaPCA-Naソルビトールプロリンメチルパラベンプロピルパラベン
特徴 皮膚のNMFをモデルベースとし乳酸Na、PCA-Naとプロリンの相乗効果により優れた湿潤保湿能を有する保湿剤
原料名 PRODEW 500
構成成分 PCA-Na乳酸Naアルギニンアスパラギン酸、PCA、グリシンアラニンセリンバリンプロリントレオニンイソロイシンヒスチジンフェニルアラニン
特徴 毛髪のNMFをモデル化した保湿剤
原料名 LACTIL
構成成分 乳酸NaPCA-Naグリシン、フルクトース、尿素ナイアシンアミド、イノシトール、安息香酸Na乳酸
特徴 皮膚のNMFをモデル化した保湿剤
原料名 dermofeel quadegra
構成成分 、塩化ヒドロキシプロピルトリモニウムデンプン、尿素乳酸Na乳酸塩化Naグリセリン、レブリン酸
特徴 天然で生分解性の毛髪および皮膚コンディショニング剤
原料名 IRAMOIST LGS
構成成分 乳酸NaPCA-Naグリセリン
特徴 皮膚コンディショニング剤
原料名 AquaSpeed
構成成分 スイカ果実エキス、リンゴ果実エキス、ヒラマメ果実エキス、PCA-Na乳酸Naグリセリン
特徴 角層水分量の増加および保湿持続性に優れることから乾燥による小ジワに対しての改善効果にアプローチする3種の植物抽出液および2種の天然保湿因子(NMF)の混合液

4. 配合製品数および配合量範囲

実際の配合製品数および配合量に関しては、海外の1995-1997年および2013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(∗2)

∗2 表の中の製品タイプのリーブオン製品というのは付けっ放し製品という意味で、主にスキンケア化粧品やメイクアップ化粧品などを指し、リンスオフ製品というのは洗浄系製品を指します。

乳酸Naの配合製品数と配合量の調査結果(1995-1997年および2013年)

5. 安全性評価

乳酸Naの現時点での安全性は、

  • 食品添加物の指定添加物リストに収載
  • 医療上汎用性があり有効性および安全性の基準を満たした成分が収載される日本薬局方に収載
  • 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
  • 40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

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。

5.1. 皮膚刺激性および皮膚感作性(アレルギー性)

Cosmetic Ingredient Reviewの安全性試験データ[15]によると、

  • [ヒト試験] 101人の被検者に1%乳酸Naを含む完全に中和したクリーム20μLを対象にHRIPT(皮膚刺激&感作試験)を閉塞パッチにて実施したところ、試験期間を通じて有害な臨床反応は観察されなかった(Stephens and Associates,1992)

このように記載されており、試験データをみるかぎり皮膚刺激および皮膚感作なしと報告されているため、一般に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。

5.2. 眼刺激性

pHが酸性の角質剥離系製品に含まれる乳酸Naの安全性データしかみあたらないため、現時点ではデータ不足により詳細不明です。

6. 参考文献

  1. 日本化粧品工業連合会(2013)「乳酸Na」日本化粧品成分表示名称事典 第3版,730.
  2. 有機合成化学協会(1985)「乳酸ナトリウム」有機化合物辞典,677.
  3. 浦部 晶夫, 他(2021)「乳酸ナトリウム」今日の治療薬2021:解説と便覧,537.
  4. 日本医薬品添加剤協会(2021)「乳酸ナトリウム液」医薬品添加物事典2021,444-445.
  5. 朝田 康夫(2002)「保湿能力と水分喪失の関係は」美容皮膚科学事典,103-104.
  6. 田村 健夫・廣田 博(2001)「表皮」香粧品科学 理論と実際 第4版,30-33.
  7. I Horii, et al(1989)「Stratum corneum hydration and amino acid content in xerotic skin」British Journal of Dermatology(121)(5),587-592. DOI:10.1111/j.1365-2133.1989.tb08190.x.
  8. abc尾沢 達也, 他(1985)「皮膚保湿における保湿剤の役割」皮膚(27)(2),276-288. DOI:10.11340/skinresearch1959.27.276.
  9. 朝田 康夫(2002)「皮膚と水分の関係」美容皮膚科学事典,90-103.
  10. 井形 幸代, 他(1993)「湿潤剤の差別化 吸湿性試験を用いた方法」日本化粧品技術者会誌(27)(3),450-458. DOI:10.5107/sccj.27.450.
  11. G. Imokawa, et al(1991)「Stratum corneum lipids serve as a bound-water modulator」Journal of Investigative Dermatology(96)(6),845-851. PMID:2045673.
  12. 松村 秀一, 他(1989)「キチン及びキトサン誘導体の合成と吸・保湿性」油化学(38)(6),492-500. DOI:10.5650/jos1956.38.492.
  13. 西山 成二・塚田 雅夫(1999)「緩衝溶液についての一考察」順天堂医学(44)(Supplement),S1-S6. DOI:10.14789/pjmj.44.S1.
  14. 田村 健夫・廣田 博(2001)「皮膚収れん剤」香粧品科学 理論と実際 第4版,246-248.
  15. F.A. Andersen(1998)「Final Report On the Safety Assessment of Glycolic Acid, Ammonium, Calcium, Potassium, and Sodium Glycolates, Methyl, Ethyl, Propyl, and Butyl Glycolates, and Lactic Acid, Ammonium, Calcium, Potassium, Sodium, and Tea-Lactates, Methyl, Ethyl, Isopropyl, and Butyl Lactates, and Lauryl, Myristyl, and Cetyl Lactates」International Journal of Toxicology(17)(1_Suppl),1-241. DOI:10.1177%2F109158189801700101.

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