牛彬医生分享|皮肤衰老是全身性衰老的触发因素

2024-08-22 15:14   广东  




专家介绍

牛彬

杭州雪然医疗美容诊所




齐鲁医学院 医学学士学位


杭州雪然医疗美容诊所主任


中国整形美容协会会员



皮肤是机体最大的器官,起着重要的保护作用。与其他组织一样,皮肤衰老不仅会受到内源性变化带来的影响,还会受到由环境引发的外在因素的影响。衰老的皮肤在结构、细胞和分子水平都会发生变化,还会出现衰老细胞的积累。这些衰老细胞可以诱导或加速皮肤或其它组织细胞的衰老相关功能障碍。因此,皮肤抗衰治疗或可改善全身衰老表型。


  • 随着年龄的增长,衰老细胞在皮肤中积聚并影响邻近细胞衰老,导致皮肤厚度、再生能力和屏障效应能力降低。

  • 皮肤老化和细胞衰老表型与免疫衰老、寿命以及心血管疾病患病风险相关。

  • 由紫外线辐射诱导的皮肤老化通过激活下丘脑中部—垂体—肾上腺轴,诱导大脑衰老。

  • 抗衰老类药物皮肤局部施用,显示出潜在的延缓衰老的效应。


皮肤老化和衰老




皮肤是人体最大的器官,是抵抗外界环境的物理屏障,因此长期暴露于外界环境中。幼年与老年时期会表现出明显的皮肤差异。由时间变化引起的称为内源性衰老,而由环境因素引起的,例如空气污染、吸烟、营养不良和紫外线(UV)等,称为外源性衰老。


内源性衰老是由时间变化引起的,导致细胞损伤的积累,其特征是皮肤变薄、产生细纹。厚度降低可能是由于细胞增殖减少以及随着年龄增长引起的真皮成分发生显著变化导致的。细胞外基质(ECM)成分(胶原蛋白、弹性蛋白、糖胺聚糖等)随着皮肤内在衰老而显著减少。此外,伴随增龄,多种因素如线粒体损伤、炎症反应等产生的活性氧增加,同时,与年龄相关的细胞修复能力下降,使得氧化应激增加,从而导致了皮肤的内在衰老。

衰老最初是为了保护皮肤免受损伤,然而皮肤衰老细胞随着衰老而积累,所伴随的SASP通过一个称为旁分泌衰老的过程诱导相邻细胞衰老,进一步引发了组织功能障碍。有证据表明,皮肤老化反映并预测了其他器官与年龄相关的功能障碍,这表明皮肤老化能够加速其他组织的老化。

外源性皮肤老化与生活方式和暴露于促进衰老的环境因素相关,如紫外线辐射、污染、压力、烟草烟雾等。


光老化是指紫外线诱导的皮肤老化,这是研究最多的外在皮肤老化形式。除了因诱发皮肤功能障碍(如晒伤或其致癌特性)而闻名外,紫外线提供的能量一直是地球生命和进化的基础。紫外线辐射的有益作用之一是在皮肤中产生维生素D3。

UVR光谱由UVA(320-400nm)、UVB(280-320nm)和UVC(100-280纳米)组成,是一种强环境氧化剂,也是导致大多数皮肤损伤和衰老的诱变剂。事实上,80%的可见皮肤老化迹象与紫外线照射相关。大多数UVC被臭氧层吸收,而UVB和UVA射线分别穿透皮肤的表皮层或表皮层和真皮层。


UVB是太阳能的一小部分,与UVA相比,其穿透能力更弱,但可引发更多的生物效应。生物体的发色团包括吸收紫外线的分子,如芳香族氨基酸、DNA、不饱和脂质等。事实上,与UVA相比,UVB优先被发色团吸收,并引起发色团结构改变,进而引发UVA或其他分子之间的化学相互作用,发挥生物功能。例如,DNA对UVB的吸收形成了嘧啶二聚体。这些紫外线诱导的光产物会引起突变并引发皮肤癌。


相比之下,通过促进氧化损伤,UVA辐射通过增加ROS水平间接引起DNA损伤。从结构上看,光老化的皮肤较厚,有很深的皱纹和异常的色素沉着斑点。紫外线照射增加了基质金属蛋白酶的表达,因此,光损伤的皮肤通常与真皮结缔组织的改变有关,包括异常弹性纤维的积累(称为“日光弹性症”)以及胶原纤维的组织紊乱和断裂。基质金属蛋白酶降解ECM会导致皮肤起皱,这是皮肤老化的主要标志。此外,长期暴露在紫外线照射下会引发皮肤细胞的衰老。


细胞衰老对皮肤衰老的影




越来越多的证据表明,衰老细胞的积累会导致皮肤老化。老年供体皮肤黑素细胞p16表达增加,这些细胞的衰老表型主要是通过长度无关的端粒损伤获得的。此外,黑素细胞端粒损伤病灶与年龄相关的皮肤特征呈正相关,如表皮-真皮交界处(EDJ)变平。此外,作者还发现SASP以旁分泌的方式诱导衰老黑色素细胞端粒功能障碍,并通过线粒体ROS损害角质形成细胞的增殖能力;使用抗衰老药物(ABT737)清除这些衰老的黑素细胞可以抑制这种效应。之前的一项研究强调,使用相同的延缓衰老药物清除表皮上的衰老细胞会增加毛囊干细胞的增殖。衰老生物标志物p16不仅在体内表皮和真皮室中随年龄增长而增加,而且与弹性纤维形态缺陷、皮肤皱纹增加和感知年龄相关。总之,这些数据表明,皮肤中的衰老细胞会进一步对表皮细胞增殖能力、毛发生长等产生不良影响,并可能加剧其他皮肤衰老特征的发生。


衰老细胞在皮肤中的过度积累导致通过SASP抑制巨噬细胞依赖的清除功能,从而导致衰老细胞在皮肤中的积累增加,导致皮肤老化。


SASP的细胞间通讯形式不仅包括可溶性因子,还包括EVs。研究表明,与早代成纤维细胞相比,衰老的真皮成纤维细胞分泌更多EVs,这反过来减弱了真皮对角质形成细胞分化和屏障功能的影响,并增加了促炎细胞因子IL-6的分泌。这说明在老化和相关病理中SASP的细胞间通讯作用,不仅通过可溶性因子,而且通过EVs进行。


另一项研究表明,在胶原基质中增加应激诱导的早衰成纤维细胞构建的人类器官型皮肤培养模型呈现出皮肤老化的特征,包括表皮厚度减少、增殖受损、屏障效应缺陷和表面性质改变。所有这些数据都表明衰老的皮肤细胞会促进皮肤衰老。



皮肤衰老对全身衰老的影响




有证据表明,皮肤衰老会将衰老表型传递到其他组织或器官。而且不同的研究表明,皮肤反映了机体的健康状况、死亡风险和寿命。事实上,对防晒区域的皮肤皱纹和面部外观是否与家族寿命、疾病风险和死亡率相关的研究表明,防晒区域皮肤皱纹的减少与寿命显著相关,而且女性的认知年龄、生存率和心血管疾病风险之间存在显著的关联。此外,皮肤衰老还与机体衰老有关。研究人员发现,皮肤微生物群能够准确预测时序年龄。


皮肤对环境刺激很敏感,会引起一定程度上的局部反应,分泌激素、神经肽、神经递质及其相应的受体。研究表明:小鼠皮肤中的UVR会导致影响海马体的应激反应,损害神经发生,降低突触蛋白表达,这表明皮肤通过CORT与海马体进行交流。皮肤HPA增加了UVR暴露后的皮质酮水平,触发海马体的应激改变。此外,皮肤中的慢性UVR促进了小鼠的抑郁行为,这表明皮肤影响了大脑功能。因此得到假说:由于皮肤和大脑之间的密切联系,皮肤衰老(主要通过其相关的分泌体)会导致海马和下丘脑功能障碍,并导致机体功能下降,从而导致衰老。

新出现的证据支持了远距离器官之间存在通信轴的观点,如皮-肠轴或皮-脑轴。脑-皮肤回路由神经免疫内分泌因子介导,是许多过敏和炎症性皮肤病理的基础。例如,有报道称心理应激通过抑制皮肤屏障功能、毛发生长和表皮朗格汉斯细胞频率来促进皮肤功能障碍的发生。因此,独处脑-皮肤交流可能支持皮肤损伤导致衰老过程中下丘脑功能障碍的假说。



临床应用




皮肤老化是一项健康挑战,不仅因为它的美学意义,如皱纹的出现、老年斑、弹性丧失等,而且还因为它的功能丧失和皮肤癌风险增加。


目前对抗皮肤衰老的方法是基于局部化妆品的使用,包括防晒霜、外泌体、类维甲酸或白藜芦醇等成分。


局部应用抗衰老药物可能是一种潜在的抗衰老方法,因为这些化合物具有抗炎和促黑素生成的特性,有助于保护皮肤、防止癌变、延缓衰老和减少年龄相关疾病。


在将这些药物应用于皮肤科临床实践之前,局部外用延缓衰老药物的安全性和有效性需要由临床试验来验证。


超氧化物歧化酶(SOD)可抑制紫外光引起的光老化:紫外线照射以及内源性衰老均会产生活性氧自由基 ROS,其过量水平会导致细胞损伤。ROS 调节 MAP 信号通路,导致转录因子 AP-1和 NF-kB的激活因此产生:(A)前胶原合成减少;(B) 炎症过程增加;(C) 通过合成基质金属蛋白酶 MMP 降解胶原。此外,ROS 使核因子 Nrf2 脱离其细胞质抑制剂 keap-1,转位到细胞核并激活抗氧化基因的转录。SOD可从源头上阻断活性氧自由基,将其转化为过氧化氢和氧气。





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参考文献 

[1]Franco A C, Aveleira C, Cavadas C. Skin senescence: mechanisms and impact on whole-body aging[J]. Trends in molecular medicine, 2022, 28(2): 97-109.

[2]Altobelli G G, Van Noorden S, Balato A, et al. Copper/zinc superoxide dismutase in human skin: Current knowledge[J]. Frontiers in Medicine, 2020, 7: 537401.





END



本文作者:海琅

排版:牡蛎






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