セリンとは…成分効果と毒性を解説

保湿成分 バリア改善成分 美白成分
セリン
[化粧品成分表示名称]
・セリン

[医薬部外品表示名称]
・L-セリン

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オキシアミノ酸であり、体内で合成される非必須アミノ酸です(文献9:2016;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としては約20%と最も多く含まれています(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)

セリンは、以下のように、

セリン → ピルビン酸

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)

また、セリンはグリシンから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変換されますが、可逆的に同時にグリシンにも変換されます(相互変換)。

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、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6:1999;文献7:1999)

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)

中でもセリンは天然保湿因子として最も多く含まれており、角層と親和性が高く、角質層の水分量増加によって皮膚の柔軟性および弾力性などを賦活させることから他の天然保湿因子と併用して配合されます(文献1:2016)

鱗屑剥離促進による保湿・バリア改善作用

鱗屑剥離促進による保湿・バリア改善作用に関しては、まず前提知識として鱗屑剥離について解説します。

鱗屑(りんせつ)とは、角質層が過剰に増殖してカサつきを伴って厚くなり、カサついた角質が細かく剥がれ落ちたものあるいは剥がれ落ちかかっている状態であり、角層バリア機能の低下、角層水分量の低下、表皮ターンオーバーの亢進などをともなって発生する角質の粗造化によって起こります(文献8:2002)

1999年に資生堂によって公開された技術情報によると、

肌荒れに悩む各群30人の女性被検者(20-50代)の顔面頬部に5%または1%L-セリン配合製剤と比較対照としてセリン未配合製剤を2週間連用してもらい、被検者自身の申告により肌荒れ改善効果を以下の4段階により評価した。

著効:肌のカサつきがまったくなくなり、スベスベした感触が得られた
有効:肌のカサつきが減少し、スベスベした感触が増した
やや有効:肌のカサつきが減少した
効果なし:肌のカサつきに変化がないまたは悪化した

試験の結果は以下の表のように、

試料 濃度 評価
著効(人) 有効(人) やや有効(人) 効果なし(人)
L-セリン 5.0 7 12 6 5
L-セリン 1.0 6 8 9 7
未配合 0 1 11 18

セリン配合製剤の場合には、有意に肌荒れを改善する作用が示された。

なお1.0%未満の配合では肌荒れ改善の効果が十分に得られないことがあり、配合範囲は1.0%-10.0%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7:1999)、セリンに鱗屑剥離促進による保湿・バリア改善作用が認められています。

色素沈着抑制作用

色素沈着抑制作用に関しては、1999年に資生堂によって公開された技術情報によると、

夏期の太陽光に4時間(1日2時間で2日間)さらされた70人の被検者の上腕内側部に太陽光にさらされた日の5日後より各試料を1日2回(朝夕1回ずつ)8週間にわたって塗布した。

試料無配合のものを比較対照とし、評価方法として使用後の淡色化効果を以下の判定基準で判定した。

◎:被検者のうち80%以上が有効以上、○:被検者のうち50%-80%未満、△:被検者のうち30%-50%未満、☓:被検者のうち30%未満。

試験結果は以下の表のように、

試料 配合量(%) 効果判定
L-セリン 5.0
L-セリン 1.0
L-セリン 0.1
L-セリン 0.05
無配合

セリンを配合した場合には、0.05%以上でメラニン色素沈着を抑制したことがわかった。

また色黒、しみ、そばかすなどに悩む70人の被検者に上記試料を1日2回(朝夕1回ずつ)3ヶ月間毎日顔面に塗布してもらったところ、同様の判定基準で同様の試験結果が示された。

なお配合量範囲は0.001%未満では皮膚美白効果に乏しく、20%以上でも美白効果の増加は望めず、また0.1%-10%の範囲内がより好ましい。

このような検証結果が明らかにされており(文献6:1999)、セリンに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。

セリンの配合製品数と配合量の調査結果(2012年)

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セリンの安全性(刺激性・アレルギー)について

セリ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:なし-わずか
  • 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、

  • [ヒト試験] 104人の被検者に0.13%セリン、0.04%アラニン、0.15%アルギニン、0.01%グルタミン酸、0.05%ヒスチジン、0.01%リジンを含むフェイス&ネック製品を半閉塞パッチ下で繰り返し適用したところ(HRIPT)、皮膚刺激および皮膚感作はなかった
  • [ヒト試験] 50人の被検者に0.3%セリンを含むアイゲルを繰り返し適用したところ(HRIPT)、皮膚刺激および皮膚感作はなかった
  • [ヒト試験] 50人の被検者に0.3%セリンを含むアイクリームを閉塞パッチ下で繰り返し適用したところ(HRIPT)、皮膚刺激および皮膚感作はなかった
  • [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0.3%セリンを含むアイゲルを処理したところ、本質的に非刺激性であると予測された

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] 畜牛の眼球から摘出した角膜を用いて、角膜表面に0.3%セリンを含むアイゲルを処理した後、角膜の濁度ならびに透過性の変化量を定量的に測定したところ(BCOP法)、わずかに眼刺激性があると予測された

と記載されています。

試験データをみるかぎり、わずかな眼刺激性が予測されているため、わずかな眼刺激性が起こる可能性があると考えられます。

∗∗∗

セリンは保湿成分、バリア改善成分、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 バリア改善成分 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,395.
  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. 株式会社資生堂(1999)「美白用化粧料」特開平11-49630.
  7. 株式会社資生堂(1999)「肌荒れ改善用化粧料」特開平11-60436.
  8. 朝田 康夫(2002)「発疹の種類とその形は」美容皮膚科学事典,302.
  9. 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.

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