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角鲨烯（C30H50）是脂质家族中对氧化作用高度敏感的分子。这一特性与6碳双键（C=C）的存在有关，使得脂质中的角鲨烯成为最不饱和分子。角鲨烯的命名源自其在角鲨肝脏内丰富的含量。而人体中除了皮脂腺，角鲨烯在其他器官或组织中的含量极低。面部或躯干部皮脂腺的皮脂内含有10%～15％的角鲨烯（人类特有的）。该文对角鲨烯的生化起源、化学、物理和毒理学特性进行了描述，可以将其氧化作用引起的有害生理变化作为模型，研究大气污染对皮肤的影响。
角鲨烯是分子式为C30H50的三萜烯（相对分子质量为410.7），由6个类异戊二烯基团缩合而成，包含6个非共价双键。目前从橄榄油中提取是工业制备角鲨烯的唯一来源。角鲨烯催化氢化的饱和衍生物角鲨烷（C30H62）作为化妆品原料（润肤剂）被广泛使用，市售商品名为"Cosbiol®" 。角鲨烷为透明液体，性质稳定，极不易于氧化。从物理学角度来说，角鲨烯是一种透明的油（比重为0.855），正常条件下为液态（熔点T=-20 ℃），呈非氧化状态。与多数脂质一样，角鲨烯易溶于有机溶剂（二氯甲烷、苯、甲苯等），完全不溶于水。
几乎所有的细胞可在不同程度上合成胆固醇。这种合成始于乙酸盐，后进行一系列生物化学酶促反应，其中角鲨烯作为晚期步骤代表了胆固醇环的未来骨架。通过角鲨烯环氧酶和角鲨烯氧化环化酶这两种酶的连续作用，角鲨烯很快被氧化和环化，形成羊毛甾醇，后进一步转变为胆固醇。环氧酶和环化酶的反应动力学（速率常数）很快，说明在多数细胞内（除了鲨鱼肝细胞和橄榄细胞）角鲨烯可以在数分钟内恢复数量。除了人皮脂腺细胞，此情况还适用于其他人体细胞。
与毛囊系统相关的人皮脂腺被认为是第二性器官，可对几乎所有的类固醇激素（性腺和／或肾上腺来源）发生应答。但在人出生后10～12年处于静止期，至青春期发生巨变，引起脂质合成的高度活性，主要表现为在青年男性体内循环雄激素水平较高和细胞对这些激素的敏感性增强。
在胚胎发育的过程中，皮脂腺细胞与角质形成细胞伴行，呈快速持续更新（约2周），在此期间的脂质合成代表了主要代谢活动。在皮脂腺细胞的生命周期中，天然合成的皮脂是甘油三酯（约60%）、蜡酯（约25%）和角鲨烯（约15%）的混合物。合成的脂质会进一步通过全浆分泌机制随皮脂腺细胞的完全崩解输送至毛囊导管内。这些脂质随后会被分泌至皮肤表面（如前额、背部），根据年龄和性别不同，其分泌速率相对恒定，为每分钟0.5～2 μg/cm2，男性的皮脂分泌速率较高。
单个毛囊导管的容积约2 × 10-6 ml（平均直径60 μm，长800 μm）。尽管在痤疮中的独特地位和中心阶段，但毛囊导管极少被研究，基于下列标准：①是活组织末端的精确场所，至少为氧气（O2）和常驻或暂驻微生物入侵提供了解剖学上通往外界的"门"；②人面部（不包含头皮）大约有10万个毛囊导管，假设面部的总表面积为500 cm2，即平均每平方厘米有200个毛囊皮脂腺导管开口。毛囊皮脂腺导管开口连续排出皮脂，每日达100～250 μg/cm2，年龄、性别或种族存在差异。除了角蛋白碎片和细胞碎片，人面部表面每天有50~125 mg的天然皮脂存在。皮脂是一种富含营养的培养基（主要是甘油三酯），适合菌群繁殖并易于氧化。在此阶段，皮脂将不再保持其天然状态，会发生各种生化和物理转变；③人面部表面每日总量为6~15 mg的角鲨烯（假设其在皮脂内的平均浓度为12%）可能发生生化和光化学反应（紫外线诱导），引发多种副作用，主要是有害的生理影响。
皮脂为亲脂性皮肤常驻菌群（细菌和酵母）提供养分，后者主要包括，丙酸杆菌、葡萄球菌和马拉色菌，三者常并存。对于油性皮肤，菌群的定植水平高且稳定，可达104 ～107/cm2。根据达尔文选择学说，此菌群通常呈高度定向的脂质代谢，并且多数要求低氧张力的（厌氧或耐氧）培养基，如，丙酸杆菌。
菌群表现为通过脂肪酶（甘油三酯水解酶）、各种氧化酶（过氧化物酶、脂氧合酶等）和神经酰胺酶进行脂质降解的高度活性，供应甘油和游离脂肪酸作为富氧培养基内的碳源。皮肤常驻菌群不能利用蜡酯和角鲨烯作为能量供给。实际上，许多活动以氧气为中心，并控制在毛囊导管内，其内可见由丙酸杆菌属合成的各种卟啉。在有氧状态下，卟啉是具有高效光催化作用的色素。当吸收UVA和可见光时（吸收波长为400～450 nm），即发出橙红色荧光，并产生多种形式的高活性氧原子，主要是单态氧（1O2）。体外研究显示，卟啉可以增快角鲨烯的（光）氧化过程。
正如Chapman描述的一样，角鲨烯的6个双键使这个分子更容易氧化。氧化涉及高度复杂的机制，即链反应过程，在此期间，副产物进行重排，而其他物质则通过自水解过程产生或消失，这是因为所有的分子共同具有明显的化学不稳定性（过氧化物的标志）。总之，产生了至少由两种角鲨烯氧化物（单氢过氧化物SQ-OOH占多数，氢氧化物SQ-OH）组成的一个家族，包括大量的（且可随氧化作用时间而变的）角鲨烯氧化物同分异构体。
无论如何，角鲨烯的最终氧化会导致重要的结果。体外发生完全氧化时（紫外线+卟啉、臭氧化作用等），氧化角鲨烯的基本成分显示氧含量约为25%，而天然纯角鲨烯内完全不含氧。换言之，天然纯角鲨烯能够吸收相当于其重量四分之一的氧，这是毛囊导管内易于控制或调控的氧张力的高值，可能是之前提到的厌氧或耐氧皮肤菌群生存和发展的关键因素。这种完全氧化可生成一种淡黄色的固体物质，解释了痤疮粉刺逐渐变硬的原因所在。
角鲨烯（过）氧化物与痤疮：痤疮粉刺（开放性和闭合性）中存在的角鲨烯氧化物和皮肤表面的脂质可通过高效薄层色谱法（HPTLC）进行鉴定，结果显示二种粉刺内纯角鲨烯减少，氧化（极化）角鲨烯副产物增加。与非痤疮受试者相比，痤疮受试者皮肤表面脂质中这些化合物的含量较高。上述结果在逻辑上至少符合两个因素：①角鲨烯的氧化导致粉刺生成分子产生；②粉刺变硬部位有一些为脂质结晶。此外，这些粉刺内的角鲨烯氧化物没有抗菌性能，即不能阻止常驻菌群的发展，最终可使粉刺包破裂，并使炎症反应从真皮和血管进一步扩散，加重痤疮的临床表现。
文献分析显示，纯的、非氧化的角鲨烯不会损害皮肤结构和功能。许多实验结果发现，其为一种天然抗氧化分子，可以保护哺乳动物上皮细胞的DNA免受氧化性损伤，或者由诱导心肌梗死的啮齿动物模型摄入后参与其组织防御系统。然而，当角鲨烯发生氧化时，这种有利影响被彻底改变，成为皮肤表面脂质过氧化物的主要来源。早在1978年，有人就提出了粉刺生成/痤疮与紫外线照射之间的关联性。事实显示，角鲨烯过氧化物对日晒伤过程和紫外线诱导的免疫效应具有明确的影响。日光照射可加剧痤疮。
需要注意的是，由于角鲨烯（过）氧化物体外制备方便，从而有足够的量用于各种生物模型作进一步的检测。这种制备意味，可在环境空气中对薄层的角鲨烯照射紫外线（或可见光，有或无卟啉），随后进行溶剂萃取。另一种方法是暴露角鲨烯于臭氧中，后者是一种强氧化剂和环境污染的明确化学标记物。实际上，与居住在较少污染地区的人相比，居住在污染地区的中国志愿者皮肤表面脂质内含有更多的角鲨烯（过）氧化物。总之，角鲨烯（过）氧化过程能够生成损害细胞和组织生理功能的分子。避免角鲨烯被氧化的目标明确，或许可以通过局部使用皮肤科药或化妆品抗氧化剂来实现，并可按照下面过程对这些措施的功效进行体外或体内测试。
如前所述，角鲨烯是皮脂内对单态氧及其诱导的过氧化作用最敏感的分子。然而，皮脂内存在的高度不饱和脂质（甘油三酯、蜡酯）和／或皮肤表面脂质对于最现实的实验方法来说是需要考虑的附加因素。因此，由于可能含有微量的光催化剂（如卟啉），所以角鲨烯在其自然环境（皮脂）中最容易出现后续的（过）氧化作用。尽管人工皮脂能够合成并用作模型，研究者仍首选志愿者前额或背部自然分泌的皮脂样本。
离体／体外研究：用惰性材料擦拭皮肤表面并采集皮脂。用2 mW/cm2的UVA分别照射外用和未外用待测抗氧化剂（单一化合物或成品）的惰性材料，随后用溶剂萃取全部（过）氧化物并进行色谱分析。
体内研究：用低剂量（10 J/cm2）的UVA照射志愿者前额或背部，结束后使用上述步骤采集皮脂。在所选皮肤部位的左、右两侧进行皮脂采集，其中一侧为载体对照组，将2 mg/cm2标准剂量的待测物在照光前外用于另一侧。随后进行溶剂萃取。分析条件与体外研究步骤相似，可对皮肤两个部位存在的（过）氧化产物的可能差异进行定量。
该内容和SQOOH分析公式请参考原文。
目前，大气污染对皮肤生理学的影响尚未完全阐明。臭氧、UVA、香烟烟雾、颗粒物等为主要污染因子，能够促进角鲨烯的氧化。这些因子尽管特性和来源不同，但常含有相似成分。如，香烟烟雾含有空气污染物中常见的7种多环芳烃类（PAHs），吸烟习惯也逐渐被视为皮肤老化过程的重要增强因素。可以建立多种测试方法评估不同污染物组合对角鲨烯氧化的影响。例如，已进行了两项实验，阐明经空气传播的香烟烟雾或香烟甲醇提取物均可促进角鲨烯的氧化。
方案A：将两盘收集的人体前额皮脂分别放置在石英室内。在关闭之前，向其中一间石英室内填充点燃两支香烟量的烟雾，而另一间为对照组（环境空气）。然后对两间石英室照射3 J/cm2 UVA。随后对其进行SQOOH分析。结果显示，香烟烟雾的存在比单独照射UVA的皮脂氧化作用更强（约3.5倍）。
方案B：用甲醇对燃烧一半的香烟烟灰进行提取并经0.45 μm微孔过滤，再将此母液用甲醇逐步稀释。在每种浓度中加入纯角鲨烯，使其终浓度为140 μg/ml。对所有试管照射4 J/cm2的UVA，随后测定SQOOH的生成量。结果清楚地表明，与甲醇单独比较，香烟的甲醇提取物极大增强了（23倍）UVA单独诱导的角鲨烯氧化。
这些测试方法可以作为筛查抗氧化剂或终产物的有效工具，更具体地说是旨在抵消环境污染对皮肤的有害影响。总之，研究结果清楚地证实，角鲨烯的氧化可以作为大气污染的一个通用标记物。
角鲨烯作为一种人体特定的脂质，其氧化具有诸多层面的重要意义。从皮肤方面，可以导致细胞毒性、促炎症反应、免疫学反应事件，并可能加速皮肤的老化进程。角鲨烯氧化的促粉刺生成作用也使其成为痤疮研究的一个关键点。从微生物学角度来讲，角鲨烯氧化可视为氧张力控制化合物，是常驻皮肤菌群适于生存的微生态调控的一个重要因素。角鲨烯氧化还是各种污染诱导皮肤损伤的可靠标记物，仍需进行更多体内研究加以证实。从应用的角度出发，角鲨烯氧化过程是评估预防或控制该变化的原料或终产物的有效模型。
