头皮微生态与头皮洗护用品研究进展

王梓诺 王耀华 刘家栋 庄 洁

（华熙生物科技股份有限公司上海研发中心，上海 200120）

1 头皮微生态

1.1 头皮微生态与头皮屏障

皮肤作为人体最大的器官，在人体表面形成皮肤屏障，具有重要的保护作用。皮肤屏障主要由4个部分组成，即物理屏障、化学屏障、免疫屏障和微生态屏障[1]。其中，物理屏障是由脂质、角质层、皮脂膜组成的保护皮肤的一道“砖墙”，内部充满神经酰胺、脂肪酸和胆固醇，当物理屏障发生变化时，容易造成皮肤敏感[2,3]；化学屏障主要是由皮肤表层的弱酸性环境所形成的“酸罩”，这一“酸罩”能够维持皮肤pH平衡；免疫屏障指的是当皮肤免疫系统受到外界刺激时所产生的免疫应答[4]；微生态屏障，即皮肤微生态，指的是皮肤表面的宿主细胞及分泌物、各类微生物以及所处的微环境所组成的生态系统，它们共同维持着皮肤微生态的平衡。皮肤微生态是微生物与微生物之间的相互作用，也是微生物与环境之间的相互作用[5-7]。

头皮作为皮肤组成的一个特殊的部位，也有其微生态和屏障。头皮屏障是由头皮皮脂、水分和角质细胞共同形成的一层皮脂膜，当头皮屏障发生变化时，头皮通透性增加，水分散失严重，破坏头皮结构。头皮微生态是由头皮表面的宿主细胞及分泌物、头皮微生物以及所处的微环境共同组成的整体。研究表明，头皮上的常驻菌包括细菌和真菌，其中细菌主要是丙酸杆菌和葡萄球菌，真菌主要是马拉色菌属中的糠秕马拉色菌、限制性马拉色菌和球形马拉色菌，它们占头皮真菌总数的96%[8]。由于头皮有发达的汗腺和皮脂腺，能够分泌水分和脂质为微生物生长提供营养物质[9]，故头皮上的微生物数目较多，健康头皮的微生物菌群定植密度为103～105/mm2[10]，正常状态下，这些常驻菌群能够在头皮上抢占营养要素和细胞结合位点，防止外界环境中的致病菌侵入头皮，维持头皮微生态平衡。

1.2 头皮炎症反应的发生机制

尽管没有完全统一的定论，但是大部分学者认为头皮屑、头皮脂溢性皮炎等疾病是同一种炎症反应的不同程度的表现，且都与马拉色菌属息息相关。李妍等[11]利用真菌镜检对马拉色菌进行定性定量观察，结果显示，与正常对照组相比，脂溢性皮炎组和头皮屑组的马拉色菌数量显著增高，SPSS分析结果显示P＜0.05，证明马拉色菌与炎症性反应呈正相关。马拉色菌引起头皮炎症的主要机制：由于马拉色菌是亲脂性的，其没有脂质合成酶，自身无法合成脂质，但是可以通过选择性表达酯酶合成基因的方式合成酯酶，合成的酯酶将头皮的脂质分解为游离脂肪酸，游离脂肪酸会渗透到头皮角质层，改变头皮正常pH，破坏头皮屏障，从而引起头皮炎症[12,13]。

可以肯定的是，马拉色菌是很多头皮炎症的引发因素，但不是唯一因素，想要防止头皮炎症的发生，还需要维持头皮屏障、头皮微生态和皮脂代谢之间的平衡。从皮脂代谢角度来看，头皮的脂质分泌过剩，会渗透到角质层，破坏头皮角质层结构，头皮表面的抗菌肽分泌随之发生改变[14]，同时，脂质为马拉色菌提供大量的营养物质，使马拉色菌数量过多，引起头皮微生态失调，而大量的马拉色菌又将脂质分解成脂肪酸，脂肪酸渗透进入角质层，破坏头皮屏障，头皮屏障、头皮微生态和皮脂代谢之间进入恶性循环，三者之间的关系参见图1[9]。由此可以看出，马拉色菌是引起头皮炎症的一个重要因素，但不是唯一因素，头皮屏障、头皮微生态和皮脂代谢之间的平衡关系也会对头皮的健康带来直接影响。

图1 头皮皮脂分泌、微生态、头皮屏障功能之间的关系及可能引发头皮屑的因素

1.3 头皮免疫机制

头皮免疫包括细胞免疫和体液免疫，其中，体液免疫起主要作用，细胞免疫起辅助作用。人体体液免疫包含多种细胞因子，这些细胞因子能够介导炎症反应，发挥炎症介质作用，实现免疫防护[15]。在头皮中，起到免疫调节作用的细胞因子主要是IL-1α，它可以诱导多种趋化因子的合成，具有广泛的免疫调节作用[16]。与IL-1α相反，IL-lra是一种拮抗剂，能够竞争性抑制IL-1α的生物学作用，研究表明，炎症越重，IL-lra升高越明显。潘永年等[17]通过Sebutape胶带粘贴收集的方法，发现在头皮银屑病、头皮脂溢性皮炎和头皮糠疹患者中，IL-lra/IL-1a比值较正常人对照组显著升高，结果具有统计学意义，患者血清中的IL-lra水平也比正常人明显升高，也就是说IL-lra呈现过表达，说明IL-lra是能够造成头皮炎症的因素。除此以外，头皮体液调节的炎症因子还有很多，比如，Perkins等[18]通过无创的胶带粘贴法检测出头皮屑患者中的NF-α、IFN-γ等细胞因子的含量较正常人更高，说明这些细胞因子可能与头皮屑的发生有关。

2 头皮微生态与洗护用品

传统头皮洗护用品对于受损头皮的修复能力有限，无法从根本上实现头皮健康。通过在配方中添加某些成分实现头皮微生态平衡，从而可以从根本上实现头皮健康。通常是添加益生菌、益生元等生物元素实现头皮健康，益生菌，简言之就是能够与致病菌抢占资源，抑制致病菌的生长繁殖，对宿主健康有益的活性菌种[19]。已有文献证明益生菌参与了皮肤菌群平衡，有利于皮肤菌群平衡的重建，用益生菌来改善头皮微生态具有十分可观的前景[20]。

目前已研发出相关的护发产品，实现头皮微生态的平衡。比如，2018年，戴跃锋等[21]发明了一种头皮养护组合物，包括菊粉和寡聚糖、乙酰基七肽-4和辛甘醇，能够为头皮益生菌提供营养，有利于促进头皮益生菌的生长，增强头皮屏障。2019年，汤仲标等[22]发明了一种调节头皮微生态的组合物，包括乳酸杆菌/豆浆发酵产物滤液、苣提取物和太匮龙舌兰叶提取物，该组合物能够调整头皮的菌群环境，持续改善油脂分泌严重和头屑头痒的问题。2019年，黄凤飞等[23]发明了一种抑制马拉色菌，调节头皮微生态平衡的中药组方，包括当归60～120 g，苦参200～300 g，侧柏叶100～200 g，苦参200～300 g，厚朴300 g，月季240～300 g，它们的组合物对马拉色菌有较强的抑制效果，最低抑菌浓度值MIC均在2%以下，且中药成分温和，能够很好地解决马拉色菌过多带来的头皮微生态失调。2020年，高合意等[24]开发了一种具有护发功效的组合物，他们在大米中加入淀粉酶，利用乳酸杆菌和双歧杆菌进行发酵，得到乳酸杆菌、双歧杆菌/大米发酵液，富含大量的B族维生素，能够促进头皮修复及头发胶原蛋白的形成，改善头皮微生态。

此外，有些产品中添加表面活性剂也可以实现头皮微生态的调节。2020年，李汉玲等[25]提供了一种头皮微生态护理组合物，该组合物包括非离子表面活性剂癸基葡糖苷，以及牛磺酸类表面活性剂甲基椰油酰基牛磺酸钠/椰油酰甲基牛磺酸牛磺酸钠，可以在头皮中组成透气的营养膜，对于志愿者的头皮屑进行染色观察，结果显示实验组马拉色菌和金黄色葡萄球菌的数目较对照组维持在较低水平。

3 化妆品面临的机遇与挑战

随着人们对于头皮微生态的认识不断深入，也由此衍生出许多与头皮微生态相关的化妆品。打造健康、温和的化妆品，实现头皮微生态的平衡，始终吸引着消费者的关注，这是我们面临的新机遇，当然，也面临着许多新的挑战，主要集中在：①头皮表面的菌群多样，我们并没有完全掌握健康皮肤菌群的基准，没有完整规范的标准去测定使用含有益生菌的护发产品后头皮各个方面的指标。②我国法规严格，活性益生菌的开发和使用有受限，与国外在洗护用品活性益生菌的使用上存在较大的差距。

4 结语

随着社会经济的高度发展，消费者越来越关注洗发护发用品对于头皮微生态的调节和修复能力，打造能够实现头皮微生态平衡的洗护用品已经成为化妆品行业面临的新机遇和新挑战。一般通过向护发用品中添加益生菌、表面活性剂等方式来调节皮肤微生态，从而避免马拉色菌属等的过量生长，修复头皮屏障。尽管我们没有完全掌握头皮微生态的测定和判断标准，但是相信随着研究的不断深入，皮肤微生态理论必将为头皮洗护用品的研发提供更多的指导。