・研究生论坛・皮肤光老化与其防治的研究述评王诗晗,指导:吴景东(辽宁中医学院,辽宁沈阳110032) 摘 要:皮肤衰老是一个复杂的生物学现象,包括两方面因素:一是内源性自然衰老,很大程度上在衰老过程中起决定作用;另一个是受环境因素影响的外源性衰老,其中紫外线(UV )的影响尤为主要,被更普遍的定义为光老化。
在日光照射部位此两方面共同作用。
紫外线致皮肤衰老机理以免疫抑制、自由基学说、线粒体突变学说、结缔组织合成分解失衡学说为主,还有人认为与非酶糖基化反应关系密切。
其防治包括药物的内服和外用、激光治疗、化学剥脱术以及手术疗法等。
关键词:光老化;非酶糖基化反应;免疫抑制中图分类号:R228 文献标识码:A 文章编号:1008-4231(2004)01-0018-02收稿日期:2003-01-17作者简介:王诗晗(1978-),女,辽宁沈阳人,硕士研究生,从事中医药抗皮肤衰老的研究。
1 光老化的临床及组织学表现 临床表现[1]:暴露部位皮肤松弛、粗深皱纹、结节、皮革样外观,色素斑增多、毛细血管扩张,原有几何图形外观明显改变或消失,肤色常呈灰黄。
组织学改变:表皮厚度因增生或重度萎缩明显不均一,表皮极性损伤(有序的成熟),个别角质形成细胞不典型增生,表皮真皮连接境界清楚,表皮突消失;真皮炎性细胞浸润较为多见,弹性纤维增粗、排列紊乱或聚集成团,弹力纤维和溶菌酶的沉淀增加;真皮上层胶原退行性变明显,胶原束的大小有中度改变,血管壁开始增厚最后变薄,周围常有炎性细胞浸润;黑素细胞增殖活性增强密度增加等。
2 光老化的造模 实验动物[2]:常用的为无毛小鼠和豚鼠,经长期UV 照射引起真皮结缔组织的改变非常类似于人光老化的皮肤,且后者体表面积大,可多次取材,连续观察皮肤变化。
缺点:前者UV 照射后角质囊肿大量增殖,后者所需的UV 照射量大,且胶原损伤较轻。
值得一提的是雏型猪,已被用于皮肤光老化的实验研究,其真皮富含弹力纤维,皮肤血管系统较其它动物更类似于人。
作用光谱[2]:中波紫外线(UVB290～320nm ),与皮肤光老化的发生关系密切。
长波紫外线(UVA320～400nm ),有较深的穿透力,易使成纤维细胞和结缔组织受影响。
日光中UVA 同UVB 不可分隔,研究表明,UVA 具有加强UVB 的作用。
3 光老化的机制311 非酶糖基化反应生物体内非酶糖化反应是指在无酶催化的条件下,还原性糖的醛基或酮基与某种大分子中的游离氨基反应生成可逆或不可逆结合物的过程。
其高级糖基化终末产物(A GEs )在体内积累,使相邻的大分子交联,尤其是引起胶原分子间交联。
不但降低了结缔组织的通透性,使养料及废物的扩散性能减弱,组织硬度增加,而且难以被胶原酶水解,从而造成皮肤弹性下降,皱纹不易平复而不断加深。
Wondrak [3]等通过体外实验验证了,在UVA 引起的光老化皮肤过氧化反应中,非酶糖基化蛋白质是体内皮肤细胞紫外线过氧化损伤的光感物这一假说。
312 皮肤免疫系统紫外线照射通过多种途径引起免疫抑制造成皮肤感染性疾病恶化、皮肤衰老,甚至皮肤癌[4]。
UV 抑制抗原的表达,刺激有免疫抑制作用的细胞因子的释放并引起有抑制表型的淋巴细胞产生。
在光老化皮肤[5],表皮郎格罕细胞的特征性改变是细胞数量减少、形态萎缩、缺乏树突形成和缺少Birbeck 颗粒。
这些形态学改变可能与树突细胞的功能丧失有关。
周华[6]等用免疫组化方法检测UVA 照射对培养的角肮细胞和成纤维细胞多种抗原成分表达的影响,结果提示,UVA 对角肮细胞的角肮蛋白、层粘蛋白、桥粒结构蛋白、粘集素Interln α6和Intedn β4抗原成分的表达有抑制作用或对这些抗原成分有直接或间接的破坏作用。
推测UVA 可损伤角肮细胞合成皮肤组织结构蛋白的功能。
对成纤维细胞抗原表达也有影响,其中Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原对UVA 照射尤为敏感。
313 自由基学说[7～9]正常情况下自由基产生与消除处于动态平衡,当失衡时,产生过多或清除下降,自由基会引起生物大分子损伤。
自由基可是体内氧化还原反应形成的产物,也可是外源性物质刺激机体而形成的。
紫外线照射促进机体产生过多自由基,同时皮肤酶和非酶系统中的抗氧化系统水平下降,打破了体内氧化与抗氧化的平衡,造成生物大分子的氧化损伤。
光老化皮肤中细胞内径基化酶在自由基作用下直接影响基因表达,发生大分子交联,失去羟化功能,使脯氨酸不能羟化为羟脯氨酸(Hyp ),导致羟脯氨酸含量下降,成纤维细胞合成胶原的能力降低。
另一方面,AP -1信号转导通路也受自由基调控,介导MMP 基因表达,影响真皮基质代谢。
有研究表明,UV 能诱导皮肤细胞死亡或凋亡,而许多凋亡抑制剂也是抗氧化剂,提示UV 诱导凋亡也与抗氧化系统下调有关。
314 基质合成与降解[8]UV 照射激活皮肤细胞表面生长因子及细胞因子受体,随即启动了AP -1或Ras ,Rac 信号通路,AP -1调控机体・81・第6卷 第1期2004年1月辽宁中医学院学报JOURNA L OF L IAONING COLLEGE OF TCMV ol.6 N o.1Jan.,2004细胞生长和分化以及MMP家族基因表达。
C-jun,c-fos 是AP-1转导通路的主要成分。
UV照射使AP-1活化,诱导c-jun基因高表达,而c-fos基因改变不明显。
同时,促进胶原酶(MMP-1),明胶酶(MMP-2),基质裂解酶(MMP-3)基因转录。
MMP活性增强,降解胶原纤维、弹力纤维等真皮基质增多,致使皮肤松弛,出现较深皱纹。
315 线粒体突变学说线粒体DNA(mtDNA)是哺乳动物细胞内唯一的核外遗传物质,由于缺乏组蛋白保护及相应的修复系统,易受外界因素诱发突变并累积,mtDNA体细胞系缺失突变在光老化皮肤中大量累积,可能是光老化形成的起重要原因。
刘仲荣[10]以8-甲氧补骨脂素/长波紫外线(8-MOP/UV A)作用体外培养的真皮成纤维细胞,PCR法扩增线粒体DNA复制控制区D环及毗邻转录启动子区域片段6(DL P6),检测PCR产物的点突变。
结果:DL P6片段有大量414T→G突变的累积。
这种大量特异性点突变可能与皮肤光老化有密切关系。
4 光老化的防治411 药物防护与治疗41111 抗氧化剂 梁虹[7]等实验研究绿茶面膜对豚鼠皮肤光老化的作用,结果绿茶面膜能明显提高皮肤组织中的羟脯氨酸含量,延缓豚鼠皮肤的光老化。
其中主要活性成分为茶多酚,具有抗氧化作用,能清除氧和脂类自由基,预防脂质过氧化,增加羟脯氨酸含量。
烟酰胺与烟酸统称为维生素PP (维生素B3),它具有抗炎活性,近年来,研究发现,它还具有抗氧化能力。
于佳明[11]等实验结果表明,无毛小鼠背部Hyp含量,烟酰胺组明显高于UV照射组及其它对照组:而与非UV组无显著差异。
因而烟酰胺可抵抗由皮肤光老化引起的真皮Hyp含量的降低。
烟酰胺广泛存在于肝脏、鱼类、酵母和谷类中,可进一步探讨是否可通过膳食来预防紫外线。
41112 类维生素A 在生理学中主要的功能是控制细胞增殖和分化。
它通过抑制AP-1,c-jun激活而减少MMP合成,促进成纤维细胞胶原的合成和减少UV照射诱导的胶原降解来增加真皮中胶原含量,从而减轻光老化改变。
G rif2 fit hs[12]在研究中发现,局部外用类维生素A能明显性改善皮肤光老化的临床表现,消除或减少皱纹形成,防止光照皮肤真皮乳头层胶原的丢失和刺激新胶原形成,而且老化皮肤对其敏感。
41113 微量营养元素 Jackson[13]等研究认为,一些微量元素有新陈代谢特性,可以保护皮肤减少UV引起的皮肤老化和皮肤癌的发生。
数据表明,多不饱和脂肪酸n-3在这方面作用尤为显著,依靠其抗炎特性,可以减少UV引起的细胞因子和其它细胞介质的释放从而发挥其保护作用。
412 外科疗法41211 面部化学剥脱 Butler[14]等以化学剥脱法治疗光老化皮肤,结果光老化皮肤特征性光化学胶原沉淀块在对照组(未加化学品)中出现,在化学剥脱组没有该沉淀块,而且显示出真皮弹力纤维的修复,体积增加。
Butler[15]等又一实验结果表明,低浓度(5%)的AHAs,可以通过增加表皮剥脱和增加片层体的数量及分泌来提高无毛鼠皮肤屏障功能,而且不增加经皮水分丢失。
目前,大多数学者认为,高浓度AHAs用于表皮的化学剥脱,而低浓度AHAs能使活性表皮增厚,同时能降低表皮角化细胞的粘连性和增加真皮粘多糖、透明质酸含量,使胶原形成增加,在降低皮肤皱纹的同时增加皮肤的光滑性和坚韧度,从而改善光老化引起的皮肤衰老表现。
41212 激光治疗 K aufmann[16]应用Erbium:Y A G激光技术发射红外线能更精确地切除表层变性组织,它能去除老化萎缩的皮肤同时对光老化皮肤进行再展平过程。
这种表皮切除术操作简便,痛苦少,术后症状轻,消失快。
此法更适于轻度光损伤皮肤治疗。
Zelickson[17]等以脉冲染色激光(PDL) (585nm,450ms)治疗光老化皮肤皱纹方面取得满意疗效。
90%(9/10)的轻中度患者以及40%(4/10)的重度患者在临床表现上有所改善。
组织学检查显示,真皮表层胶原重建,新的弹力和胶原纤维取代了治疗前的弹力组织。
一些手术疗法对光老化皮肤具有修复作用,如皮肤结构重塑术、除皱术、皮肤磨削术、充填法等,在改善皮肤外观方面均有较好疗效。
5 展 望 目前,有关皮肤衰老机理的学说甚多,但根据皮肤的生物学特性,是否存在特异性的衰老学说,尤其是光老化学说还不清楚,国内在这方面研究极其少见。
在治疗上虽然相关报道不少,但中医药抗皮肤光老化的研究却是难得一见。
因此,在今后的一段时间内中医药抗皮肤光老化的研究应逐渐成为研究的热点。
在搞清皮肤光老化机理的基础上,更加深入地发掘我国的中医药资源,研发经济、有效、安全的抗皮肤光老化药物或化妆品等一系列的研究,将成为皮肤衰老研究领域的一项重要课题。
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