ヒノキチオールの基本情報・配合目的・安全性

ヒノキチオール

化粧品表示名 ヒノキチオール
医薬部外品表示名 ヒノキチオール
INCI名 Hinokitiol
配合目的 防腐抗菌・抗フケ など

1. 基本情報

1.1. 定義

以下の化学式で表される非ベンゼン系芳香族化合物(七員環炭素化合物)(∗1)であり、樹木香を有するトロポロン誘導体(∗2)です[1][2a]

∗1 ベンゼン(benzene)とは6個の炭素原子が平面上に正六角形状で配置した最も単純な芳香族炭化水素であり、一方でヒノキチオールは7個の炭素原子が平面上に正七角形状で配置した不飽和7員環化合物であることから「非ベンゼン系芳香族化合物」に分類されています。

∗2 3個の共役アルケン基と1個ケトン基(>C=O)から成るトロポン(非ベンゼン系芳香族化合物)の2位にヒドロキシ基(-OH)をもつものをトロポロン(トロポン誘導体)といいます。

ヒノキチオール

1.2. 分布

ヒノキチオールは、自然界において台湾に分布するヒノキ科植物タイワンヒノキ(学名:Chamaecyparis obtusa var. formosana)、国内青森県に分布する青森ヒバ(学名:Thujopsis dolabrata var. hondae)、北アメリカからカナダに分布するニオイヒバ(学名:Thuja occidentalis)などの樹木の精油中に存在しています[2b]

1.3. 歴史

ヒノキチオール(hinokitiol)は、1936年に当時の台北帝国大学(現 国立台湾大学)において台湾ヒノキ(学名:Chamaecyparis taiwanensis)の精油を研究していた日本の化学者である野副鉄男らによって初めて単離され、このヒノキチオールが炭素7個が環状結合した非ベンゼン系芳香族化合物としては世界で初めての発見でした(∗3)[3][4]

∗3 当時は芳香族化合物といえば炭素6個が環状結合したベンゼンが一般的でした。

2. 化粧品としての配合目的

化粧品に配合される場合は、

  • 防腐
  • 黄色ブドウ球菌生育阻害による抗菌作用
  • マラセチア菌生育阻害による抗フケ作用

主にこれらの目的で、スキンケア製品、シャンプー製品、頭皮ケア製品、クレンジング製品、ボディ&ハンドケア製品などに使用されています。

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. 防腐

防腐に関しては、ヒノキチオールは細菌や真菌など菌種を問わず広い範囲に強い抗菌活性をもつ防腐剤として古くから知られています[5][6a]

1993年に青森県工業試験場樹木抽出成分開発指導チームによって報告されたヒノキチオールの抗菌活性検証によると、

– in vitro : 抗菌活性試験 –

寒天培地を用いて化粧品の腐敗でよく見受けられる様々なカビ、酵母および細菌に対するヒノキチオールのMIC(minimum inhibitory concentration:最小発育阻止濃度)を検討したところ、以下の表のように、

微生物 MIC(μg/mL)
緑膿菌(グラム陰性桿菌)
Pseudomonas aeruginosa
200
大腸菌(グラム陰性桿菌)
Escherichia coli
100
黄色ブドウ球菌(グラム陽性球菌)
Staphylococcus aureus
100
枯草菌(グラム陽性桿菌)
Bacillus subtilis
50
黄色コウジカビ(カビ)
Aspergillus oryzae
100 – 200

ヒノキチオールは細菌(グラム陰性菌、グラム陽性菌)および真菌(カビ)に対して幅広く抗菌活性を示した。

このような検証結果が明らかにされており[6b]、ヒノキチオールに防腐作用が認められています。

ただし、ヒノキチオールは光分解性を有していることから非常に不安定であり、使用は限定されています[7]

2.2. 黄色ブドウ球菌生育阻害による抗菌作用

黄色ブドウ球菌生育阻害による抗菌作用に関しては、まず前提知識として皮膚常在菌および黄色ブドウ球菌について解説します。

皮膚表面および皮脂腺開口部には多数の微生物が存在しており、その中でも健康なヒトの皮膚に高頻度で検出される病原菌をもたない微生物を皮膚常在菌と呼んでいます[8a][9a]

健常な皮膚表面およびの主な皮膚常在菌の種類としては、20-69歳までの健常女性84名の頬より菌を採取し分離同定したところ、以下の表のように(∗4)

∗4 好気性とは、酸素を利用した代謝機構を備えていること、嫌気性とは増殖に酸素を必要としない性質のことです。

分類 名称 性質 検出率(%)
グラム陽性
桿菌
アクネ菌
(cutibacterium acnes)
嫌気性 100.0
グラム陽性
球菌
表皮ブドウ球菌
(staphylococcus epidermidis)
好気性 79.1
グラム陽性
細菌
ミクロコッカス属
(micrococcus)
好気性 41.2
グラム陽性
球菌
黄色ブドウ球菌
(staphylococcus aureus)
好気性 8.7
グラム陽性
細菌
枯草菌
(bacillus subtilis)
好気性 6.1

すべての人からアクネ菌が検出され、次いで表皮ブドウ球菌が79.1%の人から検出されたことから、これらが主要な皮膚常在菌であると考えられます[9b]

皮膚常在菌の平均的な菌数については、被検者の頬1c㎡あたりの平均菌数を検討したところ、以下のグラフのように、

健常皮膚における皮膚常在菌の平均数

最も多く検出されたのはアクネ菌、次いで表皮ブドウ球菌であり[9c]、この試験結果は従来の試験データ[8b]とも同様であることから、一般に健常な皮膚状態かつこれらの皮膚常在菌が存在する場合はこれらの皮膚常在菌が大部分を占めていると考えられます。

皮膚常在菌は、皮膚上の皮表脂質やアミノ酸などを生育のための栄養源とし、1000種もの菌がお互いに競合と調和関係を構築しながら安定した叢(フローラ)を形成することで、通常は病原性を示すことなく、むしろ外部からの病原菌の侵入を防ぐ一種のバリア機能を発揮していると考えられています[8c][10]

黄色ブドウ球菌は、好気性菌であり、酸素を利用した代謝機構を備えていることから皮膚表面や毛穴に存在し、通常は問題ありませんが、病原性が高く、皮膚がアルカリ性に傾くと増殖し皮膚炎などを引き起こすことが知られており、アトピー性皮膚炎においては皮疹憎悪時に皮膚常在菌叢の多様性が減少するとともに、黄色ブドウ球菌が顕著に増加する細菌叢バランスの変容が起こり、これが皮膚炎を悪化させる病因のひとつである可能性が示唆されています[11]

また、表皮ブドウ球菌と黄色ブドウ球菌は拮抗関係にあり、黄色ブドウ球菌に対して表皮ブドウ球菌の優位性を高めることが、健常な皮膚を保持するための重要な要因のひとつであると考えられています[12]

このような背景から、皮膚常在菌がバランスした健常な皮膚状態であれば黄色ブドウ球菌の存在は問題ではありませんが、何らかの皮膚異常から黄色ブドウ球菌が増殖し皮膚常在菌バランスが崩れた場合は、増殖した黄色ブドウ球菌を抑制するアプローチが皮膚常在菌バランスの改善、ひいては皮膚状態の改善に重要であると考えられます。

2002年に東北大学皮膚科によって報告されたヒノキチオールの黄色ブドウ球菌への影響検証によると、

– ヒト使用試験 –

軽症のアトピー性皮膚炎を有する20名の患者の左前腕部にヒノキチオール配合クリーム(∗5)を、もう片方の前腕部には対照として基剤のみのクリームを1日2回2週間にわたって塗布し、使用前および14日目に各塗布部位の黄色ブドウ球菌数を測定したところ、以下のグラフのように、

∗5 ヒノキチオールの濃度は不明ですが、医薬部外品のヒノキチオール配合製品であることからヒノキチオールのあ非業濃度は0.1%以下であると考えられます。

ヒノキチオール配合クリーム塗布による黄色ブドウ球菌生育阻害作用

ヒノキチオール配合クリームおよび基剤ともに使用後に黄色ブドウ球菌数は減少する傾向がみられたが、ヒノキチオール配合クリーム塗布部位において有意の減少(p<0.05)が認められた。

また、試験終了後に「著効」「有効」「やや有効」「無効」の4段階で評価したところ、12名が有効以上の皮膚初見を得ており、基剤との比較を行った結果、ヒノキチオール配合クリームの塗布により2名の患者に明らかな改善がみられた。

このような試験結果が明らかにされており[13]、ヒノキチオールに黄色ブドウ球菌生育阻害による抗菌作用が認められています。

2.3. マラセチア菌生育阻害による抗フケ作用

マラセチア菌増殖抑制による抗フケ作用に関しては、まず前提知識としてフケが発生するメカニズムおよびフケの原因菌について解説します。

フケ(頭垢)とは、表皮細胞の角化現象(ターンオーバー)により頭皮の角質から剥がれ落ちた角片に、皮脂や汗、ホコリが混じったものであり、皮膚の新陳代謝から生じる角片(垢)と同じですが、年齢的に皮脂の分泌が盛んになる20歳前後に最も多くなり、フケに含まれる皮脂の割合によって「乾性」と「湿性」に分類されます[14a]

フケが増殖する原因としては、頭皮の常在菌に分解された皮脂分解物が酸化した過酸化脂質による頭皮を刺激、強い界面活性剤やアルカリ石鹸による刺激により表皮細胞の代謝(分裂)を促進し、その結果として剥がれ落ちる角片が増え、フケが異常に目立ってくるフケ症(∗6)となると考えられています[14b][15a]

∗6 フケ症の多くは脂漏をともなうことから湿性フケであり、その重症化した症状が脂漏性皮膚炎と理解されています。

フケ症に関与する頭皮常在菌としては、真菌の一種であるピチロスポルム・オバーレ(Pityrosporum ovale:P.ovale)が広く知られていましたが、1996年以降はピチロスポルム・オバーレとピチロスポルム・オルビクラーレ(Pityrosporum orbiculare:P.orbiculare)との統一菌種としてマラセチア・フルフル(Malassezia furfur:M.furfur)と命名されたことから、現在はマラセチア菌として知られています[15b][16]

このような背景から、マラセチア菌の増殖を抑制することは、フケの発生抑制に重要であると考えられます。

1988年にノエビア滋賀中央研究所によって報告されたヒノキチオールのP.ovale(Pityrosporum ovale:ピチロスポルム・オバーレ)への影響検証によると、

– in vitro試験 : マラセチア菌生育阻害作用 –

5%ポリオキシエチレン(5モル)モノオレイン酸グリセリルを含むポテトデキストロース寒天培地にP.ovale懸濁液200μL/plateを塗り、30分後に培地中央にペーパーディスクを置き、各抗菌剤60μLを滴下し2日間静置培養した。

2日後に生育阻害値を、阻害円直径(mm) – ペーパーディスク直径(8mm)で算出したところ、以下の表のように、

抗菌剤 濃度(質量%) 阻害値
メチルパラベン 1.0 2
プロピルパラベン 1.0 0
デヒドロ酢酸Na 1.0 12
安息香酸 1.0 15
ヒノキチオール 1.0 55

ヒノキチオールは、とくに著しいP.ovale生育阻害効果を示した。

このような試験結果が明らかにされており[17]、ヒノキチオールにマラセチア菌生育阻害作用が認められています。

次に、1986年に資生堂によって報告されたヒノキチオールの頭皮フケ量への影響検証によると、

– ヒト使用試験 –

比較的フケの多い9名の男性被検者を3名1群としそれぞれに0.1%酢酸トコフェロール、0.05%ヒノキチオールおよびこれらを併用したシャンプーを1ヶ月間使用してもらった。

試験前と試験後の採取したフケのタンパク質量を比較し、フケの減少率によって「A:50%以上」「B:40%以上、50%未満」「C:20%以上、40%未満」「D:20%未満」「E:10%未満」これら5段階でフケに対する効果を評価したところ、以下の表のように、

成分 シャンプー
01 02 03
酢酸トコフェロール 0.1 0.1
ヒノキチオール 0.05 0.05
シャンプー基剤 残余 残余 残余
効果 E D A

酢酸トコフェロールはフケ減少効果は認められず、ヒノキチオールは濃度0.05%において有意なフケ減少効果を示しませんでしたが、0.05%ヒノキチオールに0.1%酢酸トコフェロールを併用することで有意なフケ減少効果が認められた。

このような試験結果が明らかにされており[18a]、ヒノキチオールは濃度0.05%において有意な抗フケ作用を示さないものの、酢酸トコフェロールと併用することで抗フケ作用が認められています。

また、単体では濃度0.3%以上で抗フケ作用を発揮することが報告されています[18b]

ヒノキチオールは、化粧品および医薬部外品(薬用化粧品)においてリンスオフ製品(∗7)で配合上限なし、リーブオン製品(∗8)では濃度0.1%が配合上限となっており、一般にリーブオン製品において抗フケ目的で配合される場合は併用系であると推察されます。

∗7 リンスオフ製品とは、シャンプーやボディソープなどの洗い流し系製品のことです。
∗8 リーブオン製品とは、スキンケア製品やメイク製品など付けっ放しの製品のことです。

3. 配合量範囲

ヒノキチオールは、医薬部外品(薬用化粧品)への配合において配合上限があり、配合範囲は以下になります。

種類 配合量
薬用石けん・シャンプー・リンス等、除毛剤 上限なし
育毛剤 0.10
その他の薬用化粧品、腋臭防止剤、忌避剤 0.10
薬用口唇類 0.05
薬用歯みがき類 0.05
浴用剤 0.10
染毛剤 0.05

また、ヒノキチオールは配合制限成分リスト(ポジティブリスト)収載成分であり、化粧品に配合する場合は以下の配合範囲内においてのみ使用されます。

種類 最大配合量(g/100g)
粘膜に使用されることがない化粧品のうち洗い流すもの 上限なし
粘膜に使用されることがない化粧品のうち洗い流さないもの 0.10
粘膜に使用されることがある化粧品 0.05

4. 安全性評価

ヒノキチオール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
  • 40年以上の使用実績
  • 皮膚刺激性:濃度0.1%以下においてほとんどなし-最小限
  • 眼刺激性:詳細不明
  • 皮膚感作性(アレルギー性):濃度0.1%以下においてほとんどなし

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。

4.1. 皮膚刺激性

日本臨床アレルギー研究所、東大分院小児科・皮膚科および青森県工業試験所の試験データ[19]によると、

  • [ヒト試験] 15名の被検者に0.1%,0.05%,0.005%青森ヒバ由来ヒノキチオールのアルコール溶液およびTween溶液、台湾ヒバ由来ヒノキチオールを対象にそれぞれ閉塞パッチ適用し、パッチ適用48および72時間後に皮膚刺激スコアを評価したところ、台湾ヒバ由来ヒノキチオールの刺激スコアは濃度0.05%および0.005%にて48時間後で16.6および6.6、72時間後で6.6および3.3、青森ヒバ由来ヒノキチオールのアルコール溶液の刺激スコアは濃度0.1%,0.05%および0.005%にて48時間後で6.6、3.3および10、72時間後で3.3、3.3および0、青森ヒバ由来ヒノキチオールのTween溶液の刺激スコアは濃度0.1%,0.05%および0.005%にて48時間および72時間後ですべて0であった

このように記載されており、試験データをみるかぎり濃度0.1%以下において非刺激-最小限の皮膚刺激が報告されているため、一般に皮膚刺激性は非刺激-最小限の皮膚刺激を引き起こす可能性があると考えられます。

4.2. 眼刺激性

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。

4.3. 皮膚感作性(アレルギー性)

大阪市立環境科学研究所の安全性データ[20]によると、

  • [動物試験] モルモットを用いて0.5%ヒノキチオールを対象にMaximization皮膚感作性試験を実施したところ、この試験物質はいずれのモルモットにおいても皮膚感作性を示さなかった

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感作なしと報告されているため、一般に皮膚感作性はほとんどないと考えられます。

次に、東京都共済組合青山病院皮膚科の症例データ[21]によると、

– 個別事例 –

  • [個別事例] アレルギー性鼻炎およびアトピー性皮膚炎の既往歴がある男性(62歳)は、約2年前から育毛剤を使用しているが、初診(1994年2月)の2-3ヶ月前からフケが多くなり、頭部にかゆみも出現したため受診。使用していた育毛剤はICDRG基準において閉塞パッチおよび開放パッチともに陽性だったため、成分についてパッチテストした。その結果、ヒノキチオールは72時間で5%濃度が++、1%-0.05%が+?であった。1ヶ月後に再度成分パッチテストしたところ、同様の反応が再現された。使用していた育毛剤へのヒノキチオールの配合濃度は約0.05%であった
  • [個別事例] アレルギー性鼻炎治療中およびアトピー性皮膚炎を有する男性(51歳)は、20年来ヘアリキッドやヘアトニックを使用しており、約2年前から育毛剤を愛用しているが、初診(1993年11月)の1ヶ月前からかゆみが強くなり、頭皮が発赤してきたため受診。パッチテストを実施したところ、使用していたヘアリキッドおよびヘアトニックは陰性であったが、育毛剤のみ48,72時間および7日間で++であったため、成分についてパッチテストした。その結果、ヒノキチオールは72時間で5%-0.5%濃度が++であった

このように記載されており、2例の皮膚感作事例が報告されています。

5. 参考文献

  1. 日本化粧品工業連合会(2013)「ヒノキチオール」日本化粧品成分表示名称事典 第3版,818.
  2. ab大木 道則, 他(1989)「ヒノキチオール」化学大辞典,1904-1905.
  3. T. nozoe(1936)「Uber die Farbstoffe Im Holzteile des “Hinoki” Baumes. I. Hinokitin and Hinoktiol」Bulletin of the Chemical Society of Japan(11)(3),295-298. DOI:10.1246/bcsj.11.295.
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  7. 森田 泰弘, 他(1998)「ヒノキチオール錯体の抗菌性及び光安定性」天然有機化合物討論会講演要旨集(40),529-533. DOI:10.24496/tennenyuki.40.0_529.
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