リシンとは…成分効果と毒性を解説

保湿 美白
リシン
[化粧品成分表示名称]
・リシン

[医薬部外品表示名称]
・L-リジン液

リジンと表記されることもあります。

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)

塩基性アミノ酸であり、体内で合成されない必須アミノ酸です(文献12:2016;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)

リシンは、以下のように、

リシン → アセチルCoA

11の反応を通じてアセチルCoAという補酵素になり、クエン酸回路においてオキサロ酢酸という中間体がクエン酸に変換されるための触媒として組み込まれます(文献3:2013)

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、洗浄製品、ヘアケア製品、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7:2008)

角質層および毛髪の柔軟化による保湿作用

角質層および毛髪の柔軟化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リシンは他の天然保湿因子と併用して配合されることがあります(文献1:2016)

次に、毛髪におけるアミノ酸組成ですが、以下のように、

アミノ酸の種類 含量(%)
アスパラギン + アスパラギン酸 4.9
トレオニン 6.0
セリン 11.7
グルタミン + グルタミン酸 11.4
プロリン 8.4
グリシン 6.4
アラニン 4.6
バリン 5.8
システイン 17.8
メチオニン 0.6
イソロイシン 2.6
ロイシン 5.8
フェニルアラニン 2.2
チロシン 2.0
リシン 2.7
ヒスチジン 0.9
アルギニン 5.8

17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6:1995)

これらの成分が毛髪におけるの水分を保持しており、こういった背景からリシンは他の天然保湿因子と併用してヘアケア製品に配合されることがあります(文献1:2016)

角質層ケラチンのカルボニル化抑制による角質層透明度保持作用

角質層ケラチンのカルボニル化抑制による角質層透明度保持作用に関しては、まず前提知識として角層における透明感の定義および構造と角質層ケラチンのカルボニル化の関係について解説します。

肌の透明感とは、日本化粧品工業連合会の効能効果専門委員会によると、

 透明感とは視覚的な表現であり、皮膚がくもりなく透き通ったように見える状態をいう. 肌の透明感には角質層の光透過性が大きく影響している. 角質層の光透過性,すなわち入射光に対する透過光の比率が高いほど透明感が高いと考えられ,角質層の水分量や肌表面のきめの整い具合などの要素より左右される. 

このように定義されています(文献8:2000)

透明感において重要な要因は、

  • 角層水分量
  • キメの深さ
  • キメの間隔
  • メラニン量
  • ヘモグロビン量

これらの5つとされており、角層水分量およびキメの深さは正の寄与率を示し、キメの間隔、メラニン量およびヘモグロビン量は負の寄与率を示します(文献9:2010)

つまり、透明感の高い肌とは、角層水分量が多く、キメが深く、細かく、メラニン量およびヘモグロビン量が少ないことを意味しています。

また、日本化粧品工業連合会の定義案にあるように、透明感のある肌では入射光に対する透過光の比率が高いとした場合に、知覚的には皮膚内部から光が多く戻ってくる肌であると考えられます。

以下の皮膚における光の伝播に対する光学モデルをみてもらうとわかりやすいと思いますが、

皮膚における光の伝播に対する光学モデル

健常な皮膚に入射にした光は、

  • 表面反射光:約5%
  • 内部反射光(表皮散乱光および真皮散乱光):約55%
  • メラニンや血液中ヘモグロビンによる吸収:約40%

約5%が表面反射光として表面で反射され、残りの約95%が皮膚内に入り、そのうち、約40%は表皮領域に分布するメラニンや血液中のヘモグロビンなどで吸収され、残りの約55%は内部反射光として表皮や真皮で散乱されて戻ってきます(文献10:1981)

この光学モデルに基づき、肌の透明感は、光が皮膚の内部へ透過して皮膚内部から反射されて戻ってくる約55%の内部反射光に起因すると考えられており、皮膚内部反射率が大きいほど肌の透明度は高くなります。

一方で、皮膚内に入る光の量は角質層の状態に大きく依存し、角質細胞が変性(カルボニル化)して角質細胞の配列に乱れがある(キメが悪くなる)と、皮膚表面での散乱反射が増え、皮膚内に入る光の量が低下するため、肌の透明度が低下します。

角質細胞の変性は、紫外線などの外的要因などによって角質細胞がカルボニル化することで起きることが明らかになっており(文献7:2008)、角層のカルボニル化が透明感低下の一因であると考えられています。

カルボニル化とは、以下のを真皮タンパク質の変性メカニズムみてもらうとわかりやすいと思いますが、

真皮タンパク質の変性メカニズム

過酸化脂質の分解物であるアルデヒド類が、タンパク質に付加してタンパク質をカルボニル化し、カルボニル化によってタンパク質は本来の機能を失うのですが、このカルボニル化が角質層のケラチンでも起こっていることが明らかになっています(文献11:2001)

このような背景から、角質ケラチンのカルボニル化を抑制し、角質の配列を整えることは、皮膚内に入る光の量を増やすことにつながるため、肌の透明感向上において重要であると考えられます。

2008年に資生堂によって報告された角層透明度保持技術によると、

ex vivo試験においてヒト角層から採取した角層を実験的にカルボニル化処理し、様々なアミノ酸(50μmol/L)を共存させ、その抑制効果をカルボニル化レベルで評価したところ、以下のグラフのように、

各種アミノ酸添加による角層カルボニル化抑制効果

リシンを添加した場合に、顕著な角層カルボニル化抑制効果が認められた。

またin vivoヒト肌を次亜塩素酸処理し、角層のカルボニル化タンパク質を増加させると透明感は低下することがわかったが、次亜塩素酸処理後に1%L-リジンを添加した場合は、以下のグラフのように、

角層タンパク質カルボニル化におけるリシンのカルボニル化抑制効果

角層タンパク質カルボニル化におけるリシンの透明度低下抑制効果

角層タンパク質のカルボニル化および透明感低下ともに抑制効果を示した。

このような検証結果が明らかにされており(文献7:2008)、リシンに角質層ケラチンのカルボニル化抑制による角質層透明度保持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。

リシンの配合製品数と配合量の調査結果(2012年)

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リシンの安全性(刺激性・アレルギー)について

リシン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
  • 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-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0.01%リシン、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] 106人の被検者に0.65%リシンを含むフェイスハイライター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] 213人の被検者に0.65%リシンを含むメイクアップ化粧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

と記載されています。

試験データをみるかぎり、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

安全性データはみあたらず、ヒト皮膚を含む生体内に存在するアミノ酸ですが、アミノ酸によっては最小限の眼刺激性が起こる可能性があるものもあるため、一般的に非刺激性または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。

∗∗∗

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,402.
  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. F Wortmann, et al(1995)「Extracting informations from the amino acid compositions of keratins using principal components analysis.」Textile Research Journal(65),669-675.
  7. 岩井 一郎, 他(2008)「角層タンパク質のカルボニル化による肌透明感の低下」日本化粧品技術者会誌(42)(1),16-21.
  8. 日本化粧品工業連合会(2000)粧工連技術資料,107,144.
  9. 桑原 智裕(2010)「肌の透明感測定」光学(39)(11),524-528.
  10. R.R.Anderson, et al(1981)「The Optics of Human Skin.」Journal of Investigative Dermatology(77)(1),13-19.
  11. J.Thiele(2001)「Oxidative Targets in the Stratum corneum.」kin Pharmacol Appl Skin Physiol(14)(1),87–91.
  12. 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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