グリシンとは…成分効果と毒性を解説

保湿 美白
グリシン
[化粧品成分表示名称]
・グリシン

[医薬部外品表示名称]
・グリシン

生体内に存在するアミノ酸の一種であり、詳しくは以下のタンパク質を構成するアミノ酸の分類と物性表をみてもらうとわかりやすいと思いますが、

分類 分類 アミノ酸名 分子量 体内合成
中性アミノ酸 脂肪族アミノ酸 グリシン 75.07 可(非必須)
アラニン 89.09 可(非必須)
バリン 117.15 不可(必須)
ロイシン 131.17 不可(必須)
イソロイシン 131.17 不可(必須)
オキシアミノ酸 セリン 105.09 可(非必須)
トレオニン 119.12 不可(必須)
含硫アミノ酸 システイン 121.16 可(非必須)
シスチン 240.30 可(非必須)
メチオニン 149.21 不可(必須)
芳香族アミノ酸 フェニルアラニン 165.19 不可(必須)
チロシン 181.19 可(非必須)
トリプトファン 204.23 不可(必須)
イミノ酸 プロリン 115.13 可(非必須)
酢酸アミノ酸アミド アスパラギン 133.10 可(非必須)
グルタミン 146.14 可(非必須)
酸性アミノ酸 アスパラギン酸 133.10 可(非必須)
グルタミン酸 147.13 可(非必須)
塩基性アミノ酸 アルギニン 174.20 可(非必須)
ヒスチジン 155.15 可(非必須)
リシン 146.19 不可(必須)

中性アミノ酸の一種である脂肪族アミノ酸であり、体内で合成される非必須アミノ酸です(文献8:2016;文献2:1974)

また表皮角質層に遊離の形で存在し、天然保湿因子(NMF)の主成分であるアミノ酸の構成成分でもあります(文献1:2016)

生体内では、エネルギーを産生するためのクエン酸回路という代謝回路が存在しており、クエン酸回路が一周することによってATPなどのエネルギーを産生しますが、個々のアミノ酸は代謝分解によって、クエン酸回路における中間体として組み込まれ、この中間体が変化をともなって一周することでATPなどのエネルギーを産生します(文献3:2013)

グリシンは、以下のように、

グリシン → セリン → ピルビン酸

セリンヒドロキシメチルトランスフェラーゼという酵素を触媒としてセリンに変換され、さらにセリンはセリンデヒドラターゼという酵素を触媒としてピルビン酸になり、ピルビン酸の一部はアセチルCoA(補酵素A)という補酵素に、また大部分はピルビン酸カルボキシラーゼという酵素を触媒としてオキサロ酢酸(中間体)になり、クエン酸回路に組み込まれます(文献3:2013)

グリシンはセリンに変換されますが、セリンはセリンヒドロキシメチルトランスフェラーゼという酵素を触媒として可逆的に同時にグリシンに変換されます(相互変換)。

また生体内ではグリシンからクレアチン、グルタチオン、グリコール酸など生理的に重要な物質が生合成され、オキシトシン、バソプレッシンなどのホルモン構成成分でもあります(文献1:2016)

さらにグリシンは、生体内に存在する細胞外マトリックス構成成分であるコラーゲンに含まれるアミノ酸のひとつであり、ヒト皮膚においては以下の画像のように、

皮膚における真皮の潤い成分

真皮層において、細胞外マトリックスの構成成分として皮膚の強度や柔軟性に重要な役割を果たしており、その構造は、以下の図のように、

コラーゲンの構造

3種のペプチドからなる三重らせんで構成されています。

それぞれのペプチド鎖は、以下のように3種類のアミノ酸で構成されており(文献9:2010)

グリシン – アミノ酸X – アミノ酸Y

このようにグリシンが必ず存在するため、配列としては、

グリシン-アミノ酸X-アミノ酸Y-グリシン-アミノ酸X-アミノ酸Y-グリシン-アミノ酸X-アミノ酸Y

となり、人体においてはアミノ酸Xにプロリンが、アミノ酸Yにはヒドロキシプロリンが選択的に現れ(文献9:2010)、強固で弾力性に富むコラーゲン繊維を形成しています。

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、ヘアケア製品、洗浄製品、洗顔料&洗顔石鹸、シート&マスク製品など様々な製品に使用されます(文献1:2016;文献6:2008;文献7:2004)

角質層の水分量増加による保湿作用

角質層の水分量増加による保湿作用に関しては、まず前提知識として天然保湿因子について解説します。

天然保湿因子は、以下の画像のように、

角質層の構造

角質層の角質に存在する水溶性の保湿成分であり、その構成成分は、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 12.0
乳酸Na 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 5.0
カリウム 4.0
カルシウム 1.5
マグネシウム 1.5
リン酸Na 0.5
塩化物 6.0
クエン酸Na 0.5
糖、有機酸、ペプチド、未確認物質 8.5

アミノ酸が40%を占めており、ピロリドンカルボン酸や尿素などアミノ酸の代謝物を含めると60%にも及びます。

またアミノ酸の組成は、以下の表のように、

アミノ酸の種類 含量(%)
アスパラギン + アスパラギン酸 1.09
トレオニン 0.64
セリン 20.13
グルタミン + グルタミン酸 3.88
プロリン 6.09
グリシン 13.27
アラニン 9.87
バリン 3.61
メチオニン 0.41
イソロイシン 0.83
ロイシン 1.74
フェニルアラニン 0.78
チロシン 0.98
リシン 1.70
ヒスチジン 1.73
アルギニン 9.18

16種類のアミノ酸が含まれていることが明らかになっています(文献4:1983)

これらの成分が角質層の水分を保持しており、こういった背景から天然保湿因子であるグリシンは角層と親和性が高く、角質層の水分増加が認められているため、他の天然保湿因子と併用して配合されます(文献1:2016)

メラニン生成抑制による色素沈着抑制作用

メラニン生成抑制による色素沈着抑制作用に関しては、まず前提知識としてメラニン生合成のメカニズムについて解説します。

以下のメラニン生合成のメカニズム図をみてもらうとわかりやすいと思うのですが、

紫外線におけるメラニン生合成までのプロセス

紫外線を浴びるとまず最初に活性酸素が発生し、様々な情報伝達物質(メラノサイト活性化因子)をメラノサイトで発現するレセプター(受容体)に届けることで、メラノサイト内でメラニンの生合成がはじまり、ユーメラニン(黒化メラニン)へと合成されます。

メラノサイト内でのメラニン生合成は、まずアミノ酸であるチロシンに活性酵素であるチロシナーゼが結合することでドーパ、ドーパキノン、ドーパクロムへと変化し、最終的に黒化メラニンが合成されます。

2008年にエスエス製薬によって公開された技術情報によると、

B16メラノーマ細胞の組織培養系を用いてL-アラニン、グリシン、L-イソロイシンおよびL-ロイシンのメラニン生成抑制作用を検討した。

陽性対照としてメラニン生成抑制作用が知られているコウジ酸(2.5mM)を用いて、各試料(4mM)を単体および複数添加した際の相対メラニン生成抑制率を測定して比較したところ、以下の表のように、

  ロイシン イソロイシン アラニン グリシン コウジ酸 メラニン抑制率(%)
組成1 4 8
組成2 4 9
組成3 4 8
組成4 4 9
組成5 4 4 12
組成6 4 4 13
組成7 4 4 10
組成8 4 4 12
組成9 4 4 15
組成10 4 4 16
組成11 4 4 4 13
組成12 4 4 4 13
組成13 4 4 4 16
組成14 4 4 4 12
組成15 4 4 4 4 17
組成16 2.5 17

グリシンはメラニンの生成を抑制する作用が認められることがわかった。

さらにグリシンはロイシン、イソロイシン、アラニンを添加することでメラニンの生成抑制作用を強めることができることがわかった。

とくにロイシン、イソロイシン、アラニンおよびグリシンの4種を組み合わせるとコウジ酸と同程度のメラニン生成抑制作用を示すことがわかった。

なお配合量は0.01%以上が好ましい。

このような検証結果が明らかにされており(文献6:2008)、グリシンにメラニン生成抑制による色素沈着抑制作用が認められています。

またグリシンおよび/またはアラニンに、同じくアミノ酸であるロイシンおよび/またはイソロイシンを併用することでメラニン生成抑制率の向上も認められています(文献6:2008)

さらに2004年に協和発酵キリンによって公開された技術情報によると、

グリシン、トレオニン、ヒドロキシプロリンおよびアスパラギン酸のメラニン生成抑制作用を検討するために、メラノサイト・ケラチノサイト培養系を用いたin vitro試験において、メラニンを誘発させた培地に各アミノ酸を添加し、4日後にメラニン生成度を測定したところ、以下の表のように、

アミノ酸 濃度 相対メラニン生成度
グリシン 0.1mmol/l 74
グリシン 1mmol/l 66
グリシン 10mmol/l 35
L-トレオニン 0.1mmol/l 26
L-トレオニン 1mmol/l 36
L-トレオニン 10mmol/l 26
L-ヒドロキシプロリン 0.1mmol/l 82
L-ヒドロキシプロリン 1mmol/l 80
L-ヒドロキシプロリン 10mmol/l 60
L-アスパラギン酸 0.1mmol/l 87
L-アスパラギン酸 1mmol/l 86
L-アスパラギン酸 10mmol/l 70

グリシンを添加した場合には、濃度依存的にメラニンの生成を抑制することが確認された。

なお配合量は0.01%-10%の範囲内で、好ましくは0.1%-5%、より好ましくは0.3%-3%である。

このような検証結果が明らかにされており(文献7:2004)、グリシンにメラニン生成抑制による色素沈着抑制作用が認められています。

実際の配合製品数および配合量に関しては、海外の2012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。

ちなみに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。

グリシンの配合製品数と配合量の調査結果(2012年)

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グリシンの安全性(刺激性・アレルギー)について

グリシンの現時点での安全性は、

  • 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
  • 生体内に存在するアミノ酸の一種
  • 10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

これらの結果から、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の安全性試験データ(文献5:2013)によると、

  • [in vitro試験] 正常ヒト表皮角化細胞によって再構築された3次元培養表皮モデル(EpiDerm)を用いて、角層表面に2%グリシンを含む保湿剤を処理したところ、皮膚刺激性は予測されなかった
  • [ヒト試験] 103人の被検者に1%グリシンを含むシェービングクリームを半閉塞パッチで繰り返し適用(HRIPT)したところ、皮膚刺激および皮膚感作性はなかった
  • [ヒト試験] 102人の被検者に0.025%グリシン、0.025%アルギニン、0.005%メチオニンを含むフェイス&ネック製品を半閉塞パッチで繰り返し適用(HRIPT)したところ、皮膚刺激および皮膚感作性はなかった
  • [ヒト試験] 107人の被検者に1%グリシンを含むキューティクルクリームを繰り返し適用(HRIPT)したところ、皮膚刺激および皮膚感作性はなかった
  • [ヒト試験] 104人の被検者に2%グリシンを含む保湿剤を閉塞パッチ下で繰り返し適用(HRIPT)したところ、皮膚刺激および皮膚感作性はなかった
  • [ヒト試験] 112人の被検者に2%グリシンを含む保湿剤を閉塞パッチ下で繰り返し適用(HRIPT)したところ、皮膚刺激および皮膚感作性はなかった

と記載されています。

試験データをみるかぎり、共通して皮膚刺激および皮膚感作の報告がないため、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の安全性試験データ(文献5:2013)によると、

  • [in vitro試験] 正常ヒト表皮角化細胞によって再構築された3次元培養表皮モデル(EpiDerm)を用いて、角層表面に2%グリシンを含む保湿剤を処理したところ、皮膚刺激性は予測されなかった

と記載されています。

試験結果はひとつですが、眼刺激性の報告がないため、眼刺激性はほとんどないと考えられます。

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グリシンは保湿成分、美白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:保湿成分 美白成分

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文献一覧:

  1. 日光ケミカルズ(2016)「アミノ酸およびペプチド」パーソナルケアハンドブック,392-393.
  2. 太田 博之(1974)「アミノ酸工業の展望」有機合成化学協会誌(32)(6),480-486.
  3. 清水 孝雄(2013)「クエン酸回路:アセチル-CoAの異化代謝」イラストレイテッド ハーパー・生化学 原書29版,186-193.
  4. Horii I, et al(1983)「Histidine-rich protein as a possible origin of free amino acids of stratum corneum.」Journal of Dermatology(10)(1),25-33.
  5. Cosmetic Ingredient Review(2013)「Safety Assessment of α-Amino Acids as Used in Cosmetics」International Journal of Toxicology(32)(6),41S-64S.
  6. エスエス製薬株式会社(2008)「美白組成物」特開2008-088113.
  7. 協和発酵キリン株式会社(2004)「美白剤」特開2004-315384.
  8. 日光ケミカルズ(2016)「アミノ酸およびペプチド」パーソナルケアハンドブック,403.
  9. 奥山 健二, 他(2010)「コラーゲンの分子構造・高次構造」高分子論文集(67)(4),229-247.

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