アセチルヒドロキシプロリンの基本情報・配合目的・安全性

アセチルヒドロキシプロリン

化粧品表示名称 アセチルヒドロキシプロリン
医薬部外品表示名称 N-アセチル-L-ヒドロキシプロリン
化粧品国際的表示名称(INCI名) Acetyl Hydroxyproline
配合目的 保湿 など

1. 基本情報

1.1. 定義

以下の化学式で表される、ヒドロキシプロリンのイミノ基(-NH-)(∗1)にアセチル基(-COCH3が結合したヒドロキシプロリン誘導体(アミノ酸誘導体)です[1][2a]

∗1 イミノ基は厳密には「>C=NH」という構造ですが、広義にはプロリン分子に含まれるN-H結合(-NH-)もイミノ基に分類されていることから、プロリンはイミノ酸に分類されています。また一般にアミノ基(-NH2)とカルボキシ基(-COOH)の両方の官能基をもつ有機化合物をアミノ酸とよびますが、プロリンはアミノ基をもたず、代わりにアミノ基に類似したイミノ基をもつイミノ酸であるため厳密にはアミノ酸ではないという議論もありますが、現時点ではアミノ酸に分類されています。

アセチルヒドロキシプロリン

1.2. 物性

ヒドロキシプロリンはある程度の皮膚浸透性を示しますが、アセチルヒドロキシプロリンはヒドロキシプロリンに疎水性のアセチル基(-COCH3を導入することにより、皮膚浸透性が大幅に向上したものです[2b][3]

2. 化粧品としての配合目的

化粧品に配合される場合は、

  • 角層水分量増加による保湿作用

主にこれらの目的で、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、化粧下地製品、マスク製品、シャンプー製品、コンディショナー製品、洗顔料、クレンジング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. 角層水分量増加による保湿作用

角層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皮膚最外層である角質層の構造と役割および天然保湿因子と水の関係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[4][5]

角質層において水分を保持する働きをもつ天然保湿因子(NMF:natural Moisturizing Factor)は親水性の吸湿物質であり、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[6]

また、角質層内の主な水分は、天然保湿因子(NMF)の分子に結合している結合水と水(液体)の形態をした自由水の2種類の状態で存在しており、以下の表のように、

角質層内の水の種類 定義
結合水 一次結合水 角質層の構成分子と強固に結合し、硬く乾燥しきった角質層の中にも存在する水です。
二次結合水 角質層の構成分子と非常に速やかに結合するものの、乾燥した状態でゆっくりと解離するような比較的弱い結合をしている水の分子のことをいい、温度や湿度など外部環境によって比較的容易に結合と解離を繰り返す可逆的な水です。
自由水 二次結合水の容量を超えて角質層が水を含んだ場合に液体の形で角質層内に存在する水であり、この量が一定量を超えると過水和となり、浸軟した(ふやけた)状態が観察されます。

それぞれこのような特徴を有しています[7a][8]

角質層の柔軟性は、水分量10-20%の間で自然な柔軟性を示す一方で、水分量が10%以下になると角層のひび割れ、肌荒れが生じると考えられており、種々の原因により角質層の保湿機能が低下することによって水分量が低下すると、皮膚表面が乾燥して亀裂、落屑、鱗屑などを生じるようになることから、角層に含まれる水分量が皮膚表面の性状を決定する大きな要因として知られています[7b]

このような背景から、角層の水分量が低下している場合に角層水分量を増加することは、皮膚の乾燥、ひび割れ、肌荒れの予防や改善において重要なアプローチのひとつであると考えられています。

2012年に協和発酵バイオによって報告されたアセチルヒドロキシプロリンの角層水分量への影響検証によると、

– ヒト使用試験 –

4人の女性被検者の前腕屈曲部に各濃度の試料あるいは精製水をそれぞれ2μL/c㎡ずつ毎日朝夕2回21日間にわたって塗布し、1週間ごとに塗布部位の肌伝導度を測定した。

肌伝導度の測定は、塗布前の水分量を100%とした変化率を保湿効果の指標である角層水分含量として平均値を算出したところ、以下のグラフのように、

アセチルヒドロキシプロリンの角質層水分量増加への影響

アセチルヒドロキシプロリンの塗布部位は、精製水と比較して経時的に水分量が増加し、塗布14日目には水分量が開始前の2倍程度と高い保湿性を示した。

このような検証結果が明らかにされており[2c]、アセチルヒドロキシプロリンに角層水分量増加による保湿作用が認められています。

また、2002年に協和発酵工業(現 協和キリン)によって報告された短時間におけるアセチルヒドロキシプロリンの角層水分量への濃度別影響検証によると、

– ヒト使用試験 –

12人の女性被検者の前腕屈曲部に各濃度のアセチルヒドロキシプロリンあるいは精製水をそれぞれ2μL/c㎡ずつ塗布し、3時間後に塗布部位の肌伝導度を測定した。

肌伝導度の測定は、塗布前の水分量を100%とした変化率を保湿効果の指標である角層水分含量として平均値を算出したところ、以下の表のように、

試料 濃度(%) 相対伝導度(%)
アセチルヒドロキシプロリン 1 100
3 129
5 186
10 189
精製水 91

アセチルヒドロキシプロリンの単回塗布は、濃度依存的な水分量維持効果を示した。

このような検証結果が明らかにされており[9]、アセチルヒドロキシプロリンに角層水分量増加による保湿作用が認められています。

3. 安全性評価

アセチルヒドロキシプロリンの現時点での安全性は、

  • 15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。

3.1. 皮膚刺激性および皮膚感作性(アレルギー性)

Cosmetic Ingredient Reviewの安全性データ[10]によると、

  • [ヒト試験] 109人の被検者に2%アセチルヒドロキシプロリンを含むジェル0.2gを対象にHRIPT(皮膚刺激性&皮膚感作性試験)を実施したところ、この試験物質は皮膚刺激剤および皮膚感作剤ではなかった(Anonymous,2011)

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。

3.2. 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不明です。

4. 参考文献

  1. 日本化粧品工業連合会(2013)「アセチルヒドロキシプロリン」日本化粧品成分表示名称事典 第3版,137.
  2. abc木崎 美穂(2012)「バリアプロテクション作用をもつN-アセチル-L-ヒドロキシプロリン」Fragrance Journal(40)(4),44-46.
  3. 小林 麻子・柴崎 剛(2003)「ヒドロキシプロリンの製造と生理活性」Fragrance Journal(31)(3),37-43.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. ab日光ケミカルズ株式会社(2006)「水」新化粧品原料ハンドブックⅠ,487-502.
  8. 武村 俊之(1992)「保湿製剤の効用:角層の保湿機構」ファルマシア(28)(1),61-65. DOI:10.14894/faruawpsj.28.1_61.
  9. 協和発酵工業株式会社(2002)「化粧料」再表00-051561.
  10. C.L. Burnett, et al(2017)「Safety Assessment of Amino Acid Alkyl Amides as Used in Cosmetics」International Journal of Toxicology(36)(1_Suppl),17S-56S. DOI:10.1177/1091581816686048.

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