トウキ根エキスとは…成分効果と毒性を解説

色素沈着抑制 沈着色素淡色化 血行促進
トウキ根エキス
[化粧品成分表示名称]
・トウキ根エキス

[医薬部外品表示名称]
・トウキエキス(1)

セリ科植物トウキ(学名:Angelica acutiloba 英名:Japanese angelica)の根からエタノールBG、またはこれらの混液で抽出して得られる抽出物植物エキスです。

トウキ(当帰)というと、本来は中国を原産とする「カラトウキ(学名:Angelica sinensis)」を指しますが、日本でも本州中部より北の山地に自生している日本当帰を「当帰」と呼び、昔から栽培されている「大和当帰」と昭和以降に栽培されている「北海当帰」の2種類が存在しており、漢方生薬の中でも国内自給率の高い生薬として知られています(文献1:2011;文献2:2009)

「大和当帰」は主に奈良県吉野郡や和歌山県大深町(∗1)で、「北海当帰」は昭和以降に北海道で栽培されており、その収穫量から一般に多く流通しているのは北海当帰です(文献1:2011)

∗1 和歌山県大深町で栽培されている大和当帰は「大深当帰」とも呼ばれています。

トウキ根エキスは天然成分であることから、地域、時期、抽出方法によって成分組成に差異があると推察されますが、その成分組成は主に、

分類 成分名称
ポリケタイド フタリド リグスチリド(主要成分) など
アミノ酸 アルギニンアラニン など

これらの成分で構成されていることが報告されており(文献3:2013;文献4:2011;文献5:1987)、主要成分のリグスチリド(ligustilide)には抗喘息、鎮痙、鎮痛、抗炎症、血管拡張作用などが知られています(文献4:2011;文献6:2016;文献7:2007)

トウキ根(生薬名:当帰)の化粧品以外の主な用途としては、漢方分野において血行を促進し冷えを除く補血作用があることから、月経不順、月経痛、腹痛、貧血性頭痛、めまい、乾燥性便秘などに用いられており(文献6:2016)、婦人科領域の主薬として非常に多くの処方に配合されています。

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、メイクアップ化粧品、シャンプー製品、トリートメント製品、洗顔料、洗顔石鹸、クレンジング製品、シート&マスク製品、ボディ&ハンドケア製品、ボディソープ製品、入浴剤など様々な製品に汎用されています。

チロシナーゼ活性阻害による色素沈着抑制作用

チロシナーゼ活性阻害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色素生合成のメカニズムおよびチロシナーゼ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、

メラニン生合成のメカニズム図

皮膚が紫外線に曝露されると、細胞や組織内では様々な活性酸素が発生するとともに、様々なメラノサイト活性化因子(情報伝達物質)がケラチノサイトから分泌され、これらが直接またはメラノサイト側で発現するメラノサイト活性化因子受容体を介して、メラノサイトの増殖やメラノサイトでのメラニン生合成を促進させることが知られています(文献8:2002;文献9:2016;文献10:2019)

また、メラノサイト内でのメラニン生合成は、メラニンを貯蔵する細胞小器官であるメラノソームで行われ、生合成経路としてはアミノ酸の一種かつ出発物質であるチロシンに酸化酵素であるチロシナーゼが働きかけることでドーパに変換され、さらにドーパにも働きかけることでドーパキノンへと変換されます(文献8:2002;文献10:2019)

ドーパキノンは、システイン存在下の経路では黄色-赤色のフェオメラニン(pheomelanin)へ、それ以外はチロシナーゼ関連タンパク質2(tyrosinaserelated protein-2:TRP-2)やチロシナーゼ関連タンパク質1(tyrosinaserelated protein-1:TRP-1)の働きかけにより茶褐色-黒色のユウメラニン(eumelanin)へと変換(酸化・重合)されることが明らかにされています(文献8:2002;文献10:2019)

そして、毎日生成されるメラニン色素は、メラノソーム内で増えていき、一定量に達すると樹枝状に伸びているデンドライト(メラノサイトの突起)を通して、周辺の表皮細胞に送り込まれ、ターンオーバーとともに皮膚表面に押し上げられ、最終的には角片とともに垢となって落屑(排泄)されるというサイクルを繰り返します(文献8:2002)

正常な皮膚においてはメラニンの排泄と生成のバランスが保持される一方で、紫外線の曝露、加齢、ホルモンバランスの乱れ、皮膚の炎症などによりメラニン色素の生成と排泄の代謝サイクルが崩れると、その結果としてメラニン色素が過剰に表皮内に蓄積されてしまい、色素沈着が起こることが知られています(文献8:2002)

このような背景から、チロシナーゼの活性を阻害することは色素沈着の抑制において重要なアプローチであると考えられています。

1987年に小林コーセー(現 コーセー)によって報告されたトウキ根エキスのチロシナーゼに対する影響検証によると、

in vitro試験において各種植物エキスのチロシナーゼ活性阻害作用を測定したところ、以下の表のように、

試料 チロシナーゼ活性阻害率(%)
トウキ根エキス(エタノール抽出) 76.2

トウキ根エキスは、優れたチロシナーゼ活性阻害効果を示した。

このような試験結果が明らかにされており(文献11:1987)、トウキ根エキスにチロシナーゼ活性阻害作用が認められています。

次に、1988年に三省製薬によって報告されたトウキ根エキスのメラニン生成およびヒト皮膚色素沈着に対する影響検証によると、

in vitro試験において培養B16メラノーマ細胞に0.005%,0.01%,0.03%および0.05%トウキ根エキス(エタノール抽出)添加し、メラニン生成抑制効果を検討したところ、0.03濃度以上で肉眼的に明らかにメラニン生成の抑制が認められた。

任意で選んだ180人の被検者(20-50歳)のうち60人に3%トウキ根エキス(エタノール抽出)配合化粧水を、別の60人に1%トウキ根エキス(エタノール抽出)配合パックを、別の60人に2%トウキ根エキス(エタノール抽出)配合乳液をそれぞれ3ヶ月連続使用してもらった。

試験期間後に有効性について「有効:色素沈着・皮膚透明度に改善がみられた」「やや有効:色素沈着・皮膚透明度にやや改善がみられた」「無効:使用前と変化なし」の3段階で被検者に評価してもらったところ、以下の表のように、

試料 被検者数 有効 やや有効 無効
3%トウキ根エキス配合化粧水 60 5 48 7
1%トウキ根エキス配合パック 60 4 48 8
2%トウキ根エキス配合乳液 60 8 46 6

1%-3%トウキ根エキス配合化粧品は、いずれも色素沈着・皮膚透明度において改善傾向を示した。

このような試験結果が明らかにされており(文献12:1988)、トウキ根エキス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。

カテプシンL2発現促進による沈着色素淡色化

カテプシンL2発現促進による沈着色素淡色化に関しては、まず前提知識として老人性色素斑と基底細胞におけるメラノソームの蓄積との関係およびカテプシンL2について解説します。

老人性色素斑とは、いわゆる「シミ」であり、主に紫外線の長期反復曝露によってほとんどの中年以降の男女の顔面、手の甲、前腕などの露光部において出現する大小種々の類円形褐色斑のことをいいます(文献9:2016;文献13:2018)

この老人性色素斑では、以下のイメージ図をみてもらうとわかりやすいと思いますが、

基底角化細胞内へのメラノソーム集塊イメージ図

基底層の角化細胞内に複数のメラノソームからなる集塊が蓄積されることが報告されており(文献14:2006)、この集塊がターンオーバーによって排出・希釈されることなく、色素が沈着した状態が続き、シミとしていつまでも黒褐色に見える要因であると考えられています(文献15:2017)

一方で、角化細胞に取り込まれたメラノソームの膜構造の消化(分解)に関わる酵素としてリソソーム(lysosome)に存在するカテプシンL2(cathepsin L2)の酵素活性が高いことが報告されています(文献16:2006)

このような背景から、基底細胞内のリソソームに存在するカテプシンL2の活性を促進し基底細胞内に蓄積したメラノソームを分解することは、沈着色素の淡色化において重要なアプローチであると考えられています。

2017年に丸善製薬によって報告されたトウキ根エキスのカテプシンに対する影響検証によると、

in vitro試験においてヒト表皮角化細胞株を播種した培養液に各濃度のトウキ根エキス(BG抽出)を添加し処理後にカテプシン全体の活性を測定したところ、以下のグラフのように、

トウキ根エキスのカテプシン活性促進作用

トウキ根エキスは、濃度依存的なカテプシンの活性促進を示した。

次に、カテプシンL2遺伝子発現に対するトウキ根エキスの影響を検討するために、in vitro試験においてヒト表皮角化細胞株を播種した培養液に各濃度のトウキ根エキスを添加し、処理後にカテプシンL2のmRNA発現量を測定したところ、以下のグラフのように、

トウキ根エキスのカテプシンL2発現促進作用

トウキ根エキスの添加によりカテプシンL2の発現量は有意に増加した。

このような試験結果が明らかにされており(文献15:2017)、トウキ根エキスにカテプシンL2発現促進作用が認められています。

次に、2016年に丸善製薬によって報告されたトウキ根エキスの沈着色素の淡色化に対する影響検証によると、

シミスコアの高い12人の被検者(平均42.5歳)のうち6人に2%トウキ根エキス配合クリームを、別の6人に無配合クリームを1日2回2ヶ月間にわたって全顔に塗布してもらい、塗布前後の試験部位の変化をVISIA UV画像にて比較した。

その結果、2%トウキ根エキス配合クリーム塗布群のシミ部位においてシミの淡色化が確認された。

このような試験結果が明らかにされており(文献17:2016)、トウキ根エキスに沈着色素の淡色化が認められています。

カテプシン発現促進による沈着色素淡色化のメカニズムは、以下の基底角化細胞(ケラチノサイト)内のカテプシンとメラノソームの反応図をみてもらうとわかりやすいと思いますが、

カプテシン活性促進によるメラノソーム分散の仕組み

ケラチノサイト内にはリソソームが存在し、リソソームに存在するタンパク質分解酵素であるカテプシンL2の発現を促進することで、紫外線の長期反復曝露によってケラチノサイト内に過剰に蓄積されたメラノソームの塊を消化・分解しメラノソーム内のメラニンを分散させることで、見た目の褐色色素を淡色化するというものです。

血管拡張による血行促進作用

血管拡張による血行促進作用に関しては、1992年に花王と岡山大学医学部心臓血管学科によって報告された入浴におけるトウキ根エキスの血流促進への影響検証によると、

5人の男性被検者(24-27歳)に0.033%(330ppm)濃度の各植物エキスを含む38℃の浴槽に2日連続で同じ時間に入浴してもらい、入浴の前後で前腕の血流を測定したところ、以下のグラフのように、

トウキ根エキス浴槽添加による腕皮膚血流の変化

0.033%(330ppm)濃度のトウキ根エキスを溶解した後の浴槽への入浴は、血流の増加を引き起こした。

このような試験結果が明らかにされており(文献18:1992)、トウキ根エキスに血管拡張による血行促進作用が認められています。

複合植物エキスとしてのトウキ根エキス

トウキ根エキスは、他の植物エキスとあらかじめ混合された複合原料があり、トウキ根エキスと以下の成分が併用されている場合は、複合植物エキス原料として配合されている可能性が考えられます。

原料名 プランテージ<リンクル>
構成成分 BG、カンゾウ葉エキス、トウキ根エキススイカズラ花エキス加水分解コンキオリンハトムギ種子エキス
特徴 コラーゲン産生促進作用、基底膜成分産生促進作用、抗酸化作用、保湿・バリア機能向上作用、エラスチン産生促進作用など多角的な作用により抗シワ効果が確認された5種類の生薬由来成分混合液
原料名 K-Blend HANA
構成成分 BGムラサキ根エキストウキ根エキスキハダ樹皮エキスウコン根茎エキス
特徴 漢方処方「紫雲膏」および「中黄膏」に基づき、チロシナーゼ活性阻害作用および抗酸化作用による多角的な色素沈着抑制作用を発揮する4種類の植物エキス混合液
原料名 混合植物エキス OG-D1
構成成分 エタノールトウキ根エキスシャクヤク根エキスセンキュウ根茎エキス、ジオウ根エキス、ショウガ根茎エキス
特徴 漢方処方に基づき、アンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン、トリメチルアミン、タバコ臭に対して消臭効果を発揮する5種類の植物を同時抽出した混合液
原料名 混合植物エキス OG-1
構成成分 エタノールトウキ根エキスシャクヤク根エキスセンキュウ根茎エキス、ジオウ根エキス、コプチスチネンシス根茎エキス、シナキハダ樹皮エキス、オウゴン根エキスクチナシ果実エキス
特徴 漢方処方「温清飲」に基づき、角層水分量増加、バリア機能改善、かゆみ軽減効果を発揮する8種類の植物を同時抽出した混合液
原料名 混合植物エキス OG-2
構成成分 エタノールトウキ根エキスシャクヤク根エキスセンキュウ根茎エキス、ジオウ根エキス
特徴 漢方処方「四物湯」に基づき、血行促進作用により温浴効果を高める4種類の植物を同時抽出した混合液
原料名 混合植物エキス OG-7
構成成分 エタノールトウキ根エキスシャクヤク根エキスセンキュウ根茎エキス
特徴 漢方処方に基づき、穏やかな血行促進作用により身体のほてり感を抑える3種類の植物を同時抽出した混合液

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トウキ根エキスの安全性(刺激性・アレルギー)について

トウキ根エキス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
  • 30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(データなし)
  • 光毒性:ほとんどなし
  • 光感作性: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。

皮膚刺激性について

三省製薬の安全性試験データ(文献12:1988)によると、

  • [ヒト試験] 40人の被検者に5%トウキ根エキス水溶液を48時間閉塞パッチ適用し、パッチ除去後に皮膚刺激性を評価したところ、いずれの被検者も皮膚反応を示さなかった

池田回生病院皮膚科の安全性試験データ(文献19:1996)によると、

  • [ヒト試験] 30人の女性被検者(20-58歳)の腕に注射針で#型に乱切を加え、2%トウキ根エキス(50%エタノール抽出)を含むエタノール溶液を20分間閉塞パッチ適用し、パッチ除去10分後に皮膚刺激性を評価したところ、いずれの被検者も皮膚刺激を示さなかった

と記載されています。

試験データをみるかぎり、皮膚刺激なしと報告されているため、一般に皮膚刺激性はほとんどないと考えられます。

眼刺激性について

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。

皮膚感作性(アレルギー性)について

日本薬局方および医薬部外品原料規格2006に収載されており、30年以上の使用実績がある中で重大な皮膚感作の報告がみあたらないため、化粧品配合量および通常使用下において、一般的に皮膚感作性(アレルギー性)はほとんどないと考えられますが、詳細な安全性試験データがみあたらず、データ不足のため詳細は不明です。

光毒性および光感作性について

池田回生病院皮膚科の安全性試験データ(文献19:1996)によると、

  • [ヒト試験] 30人の女性被検者(20-58歳)の腕に注射針で#型に乱切を加え、2%トウキ根エキス(50%エタノール抽出)を含むエタノール溶液を48時間閉塞パッチ適用し、パッチ除去後に適用部位の左半側をアルミ箔を入れた黒色テープで覆い、UVAライト(3J/c㎡)を12.5cmの距離で5分間照射した。照射30分および72時間後に光毒性および光感作性を評価したところ、いずれの被検者も光毒性および光感作を示さなかった

と記載されています。

試験データをみるかぎり、光毒性および光感作なしと報告されているため、一般に光毒性および光感作性はほとんどないと考えられます。

∗∗∗

トウキ根エキスは美白成分、血行促進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:美白成分 血行促進成分

∗∗∗

文献一覧:

  1. 鈴木 洋(2011)「当帰(とうき)」カラー版 漢方のくすりの事典 第2版,335-337.
  2. 福田 浩三, 他(2009)「大和当帰の栽培生産の歴史と現状」薬史学雑誌(44)(1),10-17.
  3. 御影 雅幸(2013)「トウキ」伝統医薬学・生薬学,147.
  4. 竹田 忠紘, 他(2011)「トウキ」天然医薬資源学 第5版,185.
  5. 北田 好男, 他(1987)「漢方・生肌処方の化粧品的考察」日本化粧品技術者会誌(21)(1),24-29.
  6. 根本 幸夫(2016)「当帰(トウキ)」漢方294処方生薬解説 その基礎から運用まで,158-161.
  7. S.K.K. Chan, et al(2007)「Relaxation effects of ligustilide and senkyunolide A, two main constituents of Ligusticum chuanxiong, in rat isolated aorta」Journal of Ethnopharmacology(111)(3),677-680.
  8. 朝田 康夫(2002)「メラニンができるメカニズム」美容皮膚科学事典,170-175.
  9. 日光ケミカルズ(2016)「美白剤」パーソナルケアハンドブックⅠ,534-550.
  10. 田中 浩(2019)「美白製品とその作用」日本香粧品学会誌(43)(1),39-43.
  11. 熊沢 賢一, 他(1987)「メラニン抑制剤について」Fragrance Journal(15)(3),42-47.
  12. 三省製薬株式会社(1988)「外用剤」特開昭63-022508.
  13. 清水宏(2018)「色素異常症 B.色素増加を主体とするもの」あたらしい皮膚科学 第3版,309-313.
  14. E. Noblesse, et al(2006)「Skin Ultrastructure in Senile Lentigo」Skin Pharmacology and Physiology(19),95-100.
  15. 木曽 昭典, 他(2017)「メラノソーム複合体の消化を作用メカニズムとしたトウキエキスの色素沈着改善効果」日本化粧品技術者会誌(51)(2),134-141.
  16. N. Chen, et al(2006)「Cathepsin L2 Levels Inversely Correlate with Skin Color」Journal of Investigative Dermatology(126)(10),2345-2347.
  17. 丸善製薬株式会社(2016)「トウキエキス 居座りシミへの新アプローチ」技術者限定資料.
  18. 萬 秀憲, 他(1992)「入浴における生薬エキスの効果」日本温泉気候物理医学会雑誌(55)(2),105-112.
  19. 須貝 哲郎(1996)「頭皮用製品の低刺激性低アレルギー性評価」皮膚(38)(4),448-456.

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