化学与健康全套课件

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1、第二章 人体表面的化学,第一节 人体表面皮肤的化学 一、概 论 厚度 0.5-4.0mm 重量 体重的515% 面积 1.52.0平方米 PH值 4.56.5,二、皮肤的结构和功能,（一）表皮 角质层：位于表皮的最浅面，由多层已经死亡的角质化细胞所组成。 透明层：细胞界限不清，细胞在这层开始衰老、萎缩，只有手掌足底等角质层厚的部位才有此层。 颗粒层：由层菱形细胞组成，细胞核已萎缩，有角蛋白颗粒，在掌趾等部位分布明显，对光线反射有阻断作用，可防止异物侵入，过滤紫外线。,棘层：与基底层合称生发层。是表皮中最厚的一层，具有细胞分裂增殖的能力。各细胞间有空隙，储存淋巴液，以供给细胞营养。 基底层：位于

2、表皮最深处，成栅栏状排列，只有一层细胞可以分裂，慢慢演变，个细胞裂变成2个细胞所需要时间为19天,是表皮中唯一可以分裂复制的细胞,每当表皮破损时,基底层细胞就会增长修复而皮肤不留瘢痕。,（二）真皮 乳头层 网状层 真皮层的神经束及小血管 （三）皮下组织,三、皮肤的化学组成 （一）蛋白质 1纤维蛋白 角蛋白。它是皮肤角质化过程所产生的蛋白，故叫角蛋白，又称角朊。 张力细丝。具有与角蛋白相似的坚韧性和弹性，以维护表皮与毛发各层细胞之间内外张力的平衡。也有人认为张力细丝是角蛋白的前身。,胶原蛋白。它是皮肤结缔组织中的主要蛋白质，含有大量的多种氨基酸。胶原蛋白坚韧、弹性小。,a 胶原蛋白在人体内的分布

3、 胶原蛋白占体内蛋白质总量的3040 分布：皮肤、肌肉、骨骼、牙齿、内脏、眼睛等 b 胶原蛋白的氨基酸组成特点 i ）甘氨酸（glycine NH2CH2COOH）约2530，每隔两个其他氨基酸残基(X，Y)即有一个甘氨酸，其肽链可用(甘XY)n表示。,ii） 胶原中脯氨酸(Proline )约12，羟脯氨酸(hydroxyproline,Hyp )约 10%，一般动物性蛋白质中羟脯氨酸含量极少，另外丙氨酸(alanine CH3CH(NH2)COOH)有11，羟赖氨酸(hydroxylysine)约0.5。 iii） 胶原中缺乏色氨酸，所以它在营养上为不完全蛋白质。,c 胶原蛋白的形成次序,

4、d 人体中胶原的存在形态 胶原蛋白I型：主要存在于成人皮肤和骨组织 胶原蛋白II型：主要存在于软骨组织 胶原蛋白III型：主要存在于婴幼儿皮肤或血管内膜，肠胃 胶原蛋白IV型：主要存在于各组织器官的基底膜，胎盘，晶状体,网状蛋白。网状蛋白与胶原蛋白类同，其数量较少，对酸、碱和消化酶的耐性较大。 弹力蛋白。弹力纤维在真皮乳头层与表皮表面成垂直排列，拉长延伸后可恢复原状，使皮肤具有弹性。,弹性蛋白初合成时为水溶性单体，称为原弹性蛋白(tropoelastin)，在修饰中部分脯氨酸羟化生成羟脯氨酸。原弹性蛋白从细胞中分泌出来后，部分赖氨酸经氧化酶催化氧化为醛基，并与另外的赖氨酸的氨基缩合成吡啶衍生物

5、，称为链素。,2球状蛋白核蛋白 分类 DNA-核蛋白和RNA-核蛋白 分子量 每个分子由2130条肽链组成，每条肽链的分子量为1.75万 作用 蛋白质定向、定位,（二）脂肪 皮脂熔点 33 （三）碳水化合物 1 糖元与葡萄糖 产生细胞所需的能量 2 粘多糖 粘多糖有多种，其中最重要的为含碳的透明质酸与含硫的硫酸软骨素,透明质酸和硫酸软骨素的作用示意图,透明质酸HA（玻尿酸 hyaluronic acid） a 皮肤中HA的生理功能 i）保水作用 理论保水值 500ml/g 实际保水值 80ml/g HA与其它保湿剂的保湿性比较,ii）维持细胞外的空间 有利于营养物质的供应和代谢废物的排放，表皮

6、细胞的迁移，免疫细胞(朗格罕斯细胞和淋巴细胞)在表皮中的出入 iii）大离子功能 调节细胞周围阳离子的流动和浓度 iv）参与角蛋白细胞的变化过程 肾上腺皮质激素类药物：可的松、氢化可的松及强的松、泼尼松、强的松龙、氢化泼尼松，地塞米松,v）受体结合作用 与表皮细胞表面的CD44受体结合，促进表皮细胞的正常分化 。 vi）清除自由基作用 HA在表皮中可清除阳光中的紫外线照射所产生的活性氧皂，由基，保护皮肤免受其害,b 玻尿酸的生产 动物组织提取 这种方法提取率极低，仅 1 左右，分离过程复杂，致使玻尿酸价格昂贵，达 5000 美元公斤。 微生物发酵：能按商品设计来设定分子量大小。目前多选用链球菌

7、、乳酸球菌类等作为发酵菌种。 化学合成：采用人工合成法 可大大降低透明质酸的制造成本，但结构较不精纯。,c 玻尿酸的应用 护肤化妆品、保健品 整形美容 医药,硫酸软骨素（ Chondroitin Sulfate） a 维生素A与硫酸软骨素的关系 合成硫酸软骨素是需要大量维生素A的参加 b 硫酸软骨素的功能 具有强的保水性，改善皮肤干燥症状 修复表皮，促进创伤的愈合 增强脂肪酶的活性，促使脂肪分解 抗炎、抗凝血 改善血液循环，加速新陈代谢 c 硫酸软骨素的生产 目前主要生产国是中国,（四）水与电解质 1水 皮肤之水分约占人体所含水分的18%20%，水分大部分贮存于真皮内 女性皮肤的贮水量较男性多

8、 代谢能力儿童女性男性,2电解质 含有氯、纳、钾、钙、镁、铜、铁、硫、磷、锌、铝、硒、钴、镍、氮、碳、氟、碘等 占皮肤总重量的0.6%1% 电解质的作用 维持渗透压，完成皮肤代谢功能,四、皮肤的生理功能 1.屏障功能 2.吸收作用 3.感觉作用 4.分泌排泄 5.体温调节 6.代谢作用 7.免疫功能,1. 皮肤中存在的粘多糖主要有（ ） A 玻尿酸和硫酸软骨素A B玻尿酸和硫酸软骨素B C透明质酸和硫酸软骨素C D 只有透明质酸 2. 简述胶原蛋白氨基酸的组成特点，并写出主要氨基酸的结构式。 3. 请写出透明质酸和硫酸软骨素的结构式，并阐明它们在体内的分布。,第二节 头发的化学,一、概述 头发

9、是由完全角化的角质细胞所形成的天然高分子纤维 头发中含有多种微量元素,短片,长片,二、头发的组织与结构 头发及头皮的结构示意图 显微镜下的毛囊切片放大照片,（一）头发的物理结构 1 表皮层 由一层扁平半透明的鱼鳞状薄膜相互重叠组成 对摩擦力的抵抗力差 2 皮质层 由柔软的螺旋状蛋白质及角化的菱形细胞构成，而且含有色素粒子 3 髓质层 由非常柔软的蛋白质及含有色素的细胞构成 细软的头发没有,（二）头发的化学结构 角蛋白 是皮肤、毛发和指甲等组织的重要组成成分，是一种抗机械、抗化学刺激的蛋白质，存在于所有高等脊椎动物体中。 可分为角蛋白，主要存在于哺乳动物；和角蛋白，主要分布于鸟类和爬行动物。 哺

10、乳动物有30种不同的角蛋白，可分为相对酸性(型)和碱性(型)两类多肽。,胶原蛋白 真皮层胶原蛋白是表皮层及表皮附属物的营养供应站 控制着头发的粗细、弹性和湿润度。 头发中的四个化学键 氢键 盐键 遇水断开，利用热风重新组合，保持到再次冲水 二硫键 很坚韧，可切断后重组 氨基键 细软的头发里没有,三、染发与烫发,（一）染发 1.古代染发技术 a.古埃及和古罗马 3000年前，使用染料 2000多年前，使用纳米级硫化铅染发 b.中国 公元150年左右 主要使用羽扇头花、藏红花、茜草、指甲花、发汗菊,2.现代染发技术 a.现代染发剂种类 暂时性染发剂 渐进式染发剂 半永久性染发剂 永久性染发剂 b.

11、永久性染发剂作用原理及过程 将头发的鳞片层打开 染料小分子和氧化剂一起渗入毛发的皮质层，同时发生氧化缩合反应 染料被氧化成大分子化合物，留在皮质层中，即显示出目标颜色,c.影响染发效果的因素 染发剂的新鲜程度 头发的损伤程度 染料中间体分子直径的大小 氧化反应的速度 d.染发的危害 氨水 对苯二胺 其他常见原料,染发的注意事项 染发前一定要做皮肤斑贴测试 不要同时使用不同品牌的染发剂 染发前在头皮上擦一些凡士林 ，减少染发剂与头皮的直接接触 染完头发后要多清洗几次，不要让染发剂残留在头发上；洗头时，小心别抓破头皮，以免引起中毒,（二）烫发 a.冷烫 冷烫的原理 双硫键的断裂与重组 冷烫剂的成分

12、 还原剂（1剂）（1）巯基乙酸铵（HSCH2CONH4） （2） 阿摩尼亚（氨水）（3） 滋润剂（4） 缓冲剂（平衡剂） （5） 芳香剂。（6） 不同产品的不同附加成份。氧化剂（2剂）（1）溴酸钠（NaBrO3） （2） 过氧化氢：（双氧水）,b.热烫 热烫的原理 氢键、盐键的破坏和重组；双硫键的破坏和重组 c.热烫和冷烫的区别 温度：冷烫1526 热烫80180 双硫键打开程度：冷烫45 热烫7080，其中离子烫100 药水：热烫药水中加入抗热剂和营养补充剂,d.烫发的危害 巯基乙酸盐 氨水 双氧水,染发剂中最常使用的芳香类化合物原料是 ，它本身是很重要的过敏源。 2. 烫发时主要是 的破坏

13、和重组。 3. 烫发剂中的刺鼻味道的来源是（ ） A 巯基乙酸盐和双氧水 B 氨水和双氧水 C 巯基乙酸盐和氨水 D 氨水,第三节 表面清洁的化学,一、肥皂 （一）肥皂的起源 古埃及 欧洲 中国 （二）肥皂的优缺点 是一种“天然”绿色产品 使用后皮肤表面的PH有较大上升，同时还会洗去皮肤表面的脂层，使皮肤发干。,（三）肥皂的生产,肥皂的主要成分 硬脂酸钠（十八酸钠）或十八烯酸钠、或油酸钠 肥皂的生产,（四）肥皂去污的原理, 油污附着于衣料纤维上 肥皂分子为一界面活性剂，具有亲水及亲油端 亲油端深入油污内露出亲水端 油污因最外层为亲水，故可溶于水中,二、合成洗涤剂,（一）合成洗涤剂的发展史 （二

14、）合成洗涤剂的类型及优点 合成洗涤剂的类型 ：阴离子型洗涤剂、阳离子型洗涤剂和非离子型洗涤剂 合成洗涤剂的优点：（1）合成洗涤剂的使用不受水质限制 ；(2)合成洗涤剂去污能力更强，并且适合洗衣机使用；(3)合成洗涤剂的原料便宜。,（三）合成洗涤剂中常用的成分,有机表面活性剂（主要是阴离子型表面活性剂 ） 烷基苯磺酸钠（ABS）、烷基磺酸钠、脂肪醇硫酸盐、脂肪醇醚硫酸盐和-烯基磺酸钠 无机成分 三聚磷酸钠、过硼酸钠、硅酸钠,绿色洗涤剂 1 功能环保洗衣粉“精华素”精华素是烷基苯磺酸钠，烷基磺酸钠等的替代产品 2 安全性餐具洗涤剂 SE：非离子表面活性剂。由食用糖为原料生产而成，生物降解率100

15、。在人体内水解成蔗糖和脂肪酸，对人体安全无毒。 AS：离子型表面活性剂。原料为椰油，有良好的生物降解性和低温洗涤性能，对人体安全无毒。,STPP：洗涤助剂。可加速脂肪酸溶解，防止污垢再沉积，并有一定的杀菌作用，无毒，但可引起水系富营养化，应控制用量。 Na2CO3：洗涤助剂。具有去除油污和维持洗液碱度的作用，无毒。 3 洗衣粉代磷助剂1 ）无机代磷助剂 无定型硅酸钠 层状硅酸钠 4沸石：目前被当作首选的代磷助剂， 对环境无害。,2）有机代磷助剂 柠檬酸钠：常用来代替STPP，用于粉状产品可提高分散性和溶解性，大部分时间是与4A沸石一起使用。 氮三醋酸钠（NTA）可溶性使NTA能在固体和液体产品

16、中使用。 聚羧酸盐：成本高，不易生物降解，不能在洗衣粉中大量使用。,三、个人清洁用品,（一）洁肤类化妆品的分类 表面活性剂类型 1.美容皂 美容皂的碱性最强，脱脂的能力中等，比较适合油性皮肤或青年人使用 2.清洁霜 是一种用于去除面部皮肤表面污垢，并有保护和营养皮肤功能的新型清洁类化妆品 。在中性或弱酸性条件下进行洗净。,3.洗面奶 （1） 洗面奶的基本类型 A. 泡沫型洗面奶 B. 溶剂型 C. 无泡型洗面奶 （2）洗面乳主要成份界面活性剂介绍 十二烷基硫酸钠 (SLS) 只建议皮肤健康且属油性肤质者使用。对于过敏及干性肌肤者，切忌使用这一类产品。,聚氧乙烯烷基硫酸钠 （SLES) 对皮肤及

17、眼粘膜的刺激性，稍微小于SLS 注意：以SLS或SLES为主要清洁成分的洗面乳，通常需要调配成偏碱性配方，才能充分发挥洗净力。若搭配果酸一起加入产品中，则因无法调整为酸性溶液，果酸的效果会大打折扣。 酰基磺酸钠（Sodium cocoyl isethionate) 以此成分为主要洗面乳配方时，酸碱值通常控制在PH5-7之间，十分适合正常肌肤使用。,磺基琥珀酸脂类 （Disodium laureht sulfosuccinate, Disiodium lauramido MEA-sulfosuccinate) 属于中度去脂力的表面活性剂，较少作为主要清洁成分。去脂力虽然不强，但具有极佳的起泡力

18、。 对皮肤及眼粘膜的刺激性均很小，对干性及过敏性肌肤来说，可算是温和的洗净成分。,烷基磷酸酯类 (Mono alkyl phosphate , MAP) 属于温和，中度去脂力的表面活性剂。亲肤性好，所以洗时或洗后触感均佳。 酰基肌氨酸钠（Sodium covoyl sarcosinate, Sodium lauryl sarcosinate) 中度去脂力、低刺激性、起泡力佳、化学性质温和。 烷基聚葡萄糖苷（Alkyl polyglucoside, AGPs) 以天然植物为原料制造得到，对皮肤及环境没有任何的毒性或刺激性，清洁力适中。但以AGPs为主要成分的洗面乳仍不多见。,两性型表面活性剂(L

19、aurl betaine, Cocoamidopropylbetaine, Lauramidopropyl betaine) 刺激性低，起泡性又好，去脂力方面属中等。多用于干性肌肤或婴儿清洁制品配方。 氨基酸系表面活性剂 （Acylglutamates,Sodium N-lauryl-l-glutamate, Sodium N-cocoyl-glutamate,N-cocoyl glutamic acid, TEA N-cocoyl glutamate, Potassium N-cocoyl glutamate) 酰基谷氨酸钠类，乃采用天然成分为原料制造而得。成分本身可调为弱酸性，对皮肤的刺激

20、性很小，亲肤性又特别好。是目前高级洗面乳清洁成分的主流，价格较为昂贵。,4.磨砂膏和去死皮膏 5.沐浴剂 溶剂型 溶剂型包括收缩水和爽肤水，属于化妆水。,（二）洗发用品 1. 洗发水的成分 表面活性剂 主要是一些烷基苯磺酸钠 调理剂 阳离子化合物：聚季胺盐，阳离子瓜尔胶 润发剂 水溶性植物油：经过亲水处理的植物油 乳化的合成油脂：硅油,头皮营养素（主要是去头皮屑） 1） 头皮屑的成因 生理性头屑 病理性头屑 i）头部皮肤干燥，皮炎，原因是缺乏维生素的摄入，主要是Ve和Vb，特别是Vb摄入不足会造成皮炎，骚痒； ii）真菌感染,2）常见的去屑成分 抑制细胞角化速度，降低表皮更新换代 ：吡啶硫酮锌

21、（ZPT）和硫化硒 抗卵圆糠砒孢子菌感染，治疗溢脂性皮炎 NS（十一烯基单乙醇酰胺琥珀酸酯磺酸钠） 酮康唑,阻止将要脱落的细胞积聚，使块状鳞片分散成细小粉末，排除头屑的粘附 水杨酸、雷琐辛、硫磺 传统的中药 百部、苦参、苍儿子、蛇床子、地肤子,3）去屑的生理调理 饮食调理 A适当摄入碱性食物，以平衡体内滞留的对头部皮肤有害的酸性成分； B多吃富含维生素B2、B6的食物； C忌吃辛辣和刺激性食物，少吃含脂肪高和油腻的食物，少食盐； 根据自己的情况(干性或油性皮肤)正确选择适合自己的洗发水。 注意避免在日常生活中易引起头屑的内外因素,第四节 阳光与人类健康的关系,一、阳光的成分与作用 （一）阳光的

22、成分 紫外线、红外线和可见光 （二）阳光的作用 促进骨骼和牙齿健康 让皮肤更健康 提高免疫力 预防癌症 给你好心情 提高激素水平,二、紫外线与皮肤的关系 （一）肤色以及皮肤健康与紫外线的关系 1.肤色与紫外线 2.皮肤健康与紫外线 UVA UVB,（二）防晒美白用品 1.历史 2.现代防晒品 表1 2005 年各国防晒剂市场零售值及市场占有率,1）物理防晒 TiO2 可有效阻隔UVB 和部分UVA ZnO 阻隔UVB 的效果不如纳米TiO2 ,但对阻隔UVA 的效果优于纳米TiO2 2）化学防晒剂 对氨基苯(甲) 酸(PABA) 及其衍生物 水杨酸酯及其衍生物,肉桂酸酯及其衍生物 甲氧基肉桂酸

23、异辛酯(OMC ) 樟脑类衍生物 对苯二亚甲基双樟脑双磺酸钠(Mexoryl - SX) 4 - 甲基亚苄基樟脑(MBC) 二苯甲酮及其衍生物 邻氨基苯甲酸酯类,二苯甲酰甲烷类化合物 丁基甲氧二苯甲酰甲烷( Parsol 1789) 其他化学防晒剂 1 ,4 - 双(磺基亚樟脑基甲基) 苯 氰双苯丙烯酸乙己酯 聚丙烯酰胺甲基亚苄基樟脑 苯并三唑三硅氧烷 二辛基丁酰胺嗪酮 亚甲基二苯并三唑基四甲基丁基苯酚 二乙基己氧基苯酚甲氧基苯基三嗪 苯基二苯并咪唑磺酸二钠盐。,化学防晒剂防晒原理 苯并三唑类 3）天然紫外防晒剂,4）防晒产品例举 单独使用化学防晒剂的产品： 玫琳凯嫩肤防晒乳SPF15：二苯酮

24、3，甲氧基肉桂酸异辛酯 如新水润平衡防护乳SPF15（保湿型）：甲氧基肉桂酸异辛酯，叔丁基甲氧基二苯甲酰甲烷 单独使用物理防晒剂： 雅芳UV隔离液SPF30 PA：氧化锌，二氧化钛,物理化学防晒剂联用,3.防晒产品的评价指标 1）吸收光谱 只吸收UVB的防晒剂为窄谱防晒剂，同时吸收UVB和UVA的防晒剂称为广谱防晒剂 2）衰减系数 衰减系数用来测量化学防晒剂吸收紫外线强度的大小，即衰减紫外线能量的能力，它是评价化学防晒剂有效性的最基本要素。,3）UVB的防护与评价 防晒指数(Sun Protection Factor , SPF) 是防晒化妆品保护皮肤避免发生日晒红斑的一种性能指标 最小红斑量

25、(Minimal Erythema Dose , MED) 指引起皮肤红斑,其范围达到照射点边缘所需要的紫外线照射最低剂量(J / m2 ) 或最短时间(秒) SPF = 使用防晒化妆品防护皮肤的MED/未防护皮肤的MED,SPF 测定条件,防晒能力与SPF 的关系,4）UVA的防护与评价 PA：Protection Grade of UVA的缩写，日本厚生省标准，以“表示产品防御UVA的能力。 According to Australian standard 符合澳大利亚标准（AS/NZS 2604），表示涂敷产品能散射90以上的UVA。,IPD 美国产品采用，用数字标示产品防御UVA的能力

26、。 PPD 美国产品采用，用数字标示防晒效果。 五角星表示法 英国采用，以“星”的数目（14）表示产品防御UVA能力。 4. 防晒霜的选择与使用,（三）“美黑”和健康 1.“美黑”仪器和产品 日光浴床 晒黑类化妆品 2.“美黑”与皮肤癌 P53蛋白,3. 不适合“美黑”的人群 具有I型和II型肤色的人； 儿童(年龄不满18岁)； 有大量痣(胎块)的人; 容易长雀斑的人； 有儿童期经常晒伤病史的人； 有癌前病变或恶性皮肤损伤的人； 皮肤被太阳损伤的人； 使用化妆品的人； 服用药物的人,三、阳光与维生素D 1. 维生素D：进化的需要 来源 摄入量： 50岁 200国际单位(5微克) 5070岁 400国际单位 70岁(含70岁) 600国际单位 2.维生素D与阳光的关系 维生素D在体内的生成过程,3.维生素D不足带来危害 习题 1.紫外线中包含哪几种成分？每种成分的波长范围是多少？ 2.防晒剂分为哪两种？请分别举例说明 3.维生素D的主要来源是（ ） A 人体自身合成 B 从食物中摄取 C A和B 4.维生素D合成主要依靠那种光源？请说明其在体内的合成过程。,