皮肤衰老与延缓之策(五)从科学的视角看护肤
The following article is from 细胞PRO Author River Ning
前言 /
本期是我们探讨皮肤衰老的最后一篇推文。皮肤衰老的环境因素与内源性因素众多,衰老过程复杂,想要在短短几篇文章中揭开其神秘面纱是不现实的。不过,对这些前沿理念和实践的了解有利于我们确定自己的皮肤状态,并建立自己的护肤tips。
细胞王国·作者/ River Ning
环境科学与工程-博士
对探究生命科学具有浓厚的兴趣
在结束篇的最开始,小编想再同大家系统地了解一下皮肤衰老的表现。
本系列第一篇<科普|皮肤衰老与延缓之策:(一) 衰老机制>曾介绍过内在时序性的皮肤衰老和外在性衰老的衰老机理,总结一下,即皮肤的衰老是暴光于环境因素而发生内在的(主要由遗传物质决定的)和外在的(由紫外线和有毒的暴光介导的)皮肤衰老过程(包括氧化应激、DNA损伤修复功能下降、端粒缩短、慢性炎症、线粒体DNA突变等)的重叠。其宏观表现包括皮肤下垂、出现皱纹、干燥红肿、黑色素沉积形成色斑等。然而,由于自然衰老过程漫长,一般研究人员会选择模拟实验的方式对皮肤衰老的过程进行研究。
前面的推文中经常出现许多夹杂了大量字母的表征指标,这些指标来源于皮肤衰老过程中细胞和胞内蛋白的变化。
由于皮肤衰老的微观表现是可以通过应激诱导产生的细胞周期不可逆阻滞的一种状态,常表现为周期蛋白依赖性激酶(Cyclin-dependent kinasas,CDKs)抑制剂(如p21、p16)表达上调、丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)及下游核转录因子-κB(Nuclear transcription factor-κB,NF-κB)相关信号通路的激活、衰老相关β-半乳糖苷酶(Senescence-associated β-galactosidase,SA-β-gal)表达增强以及衰老相关分泌表型(Senescence-associated secretory phenotype,SASP)分泌增多等,在衰老相关实验中,一般是通过验证模型细胞在紫外线诱导、糖化、氧化过程中的以上过程产物来表征其衰老状态,相应的,经过延缓衰老手段处理后的模型细胞(一般为真纤维细胞)与诱导组相比相应表达减少,便能够确定延缓手段的有效性。
而实际皮肤科、整形外科、激光美容科医生在皮肤状态评估中使用的生理指标包括经表皮失水量(Transepidermal water loss,TEWL)、角质层含水量(Stratum corneum hydration,SCH)、皮肤酸碱度(pH)、皮肤油脂、皮肤黑色素、皮肤血色素。皮肤生理指标有助于判断多种皮肤屏障功能情况,评价皮肤的抵抗外界能力及吸收排泄能力等。
这些生理指标与我们日常的皮肤表观也有一定的差异,如白皙的皮肤表皮失水量不一定低,角质层含水量也不一定高。大家在进行美容护肤时,要结合专业指标对疗效加以判断哦。
氧化应激与抗氧化
氧化应激是皮肤衰老的重要因素。随年龄增长,细胞的抗氧化水平降低而活性氧产生增加,逐渐累积氧化损伤。抗氧化剂如维生素C,维生素E、虾青素等,可以一定程度上修复氧化损伤,使得皮肤状态保持年轻。维生素C是一种广泛来源于新鲜水果和蔬菜的抗氧化剂,能够保护身体免受自由基威胁。
Jacques PF 等人认为,维生素C作为供氢体,可通过调节基因 Bcl-2、p53的表达发挥抗氧化作用,并保护细胞DNA。维生素E是所有具有α-生育酚活性的生育酚,生育三烯酚及其衍生物的总称,而虾青素( Astaxanthin, AST)是一种分离自生血球菌的酮类胡萝卜素,可以减少紫外线引起的皱纹形成和皮肤增厚,并增加了皮肤中的胶原纤维和皮肤中的毛细血管密度,其中毛细血管密度上升可以减少皱纹产生,并能一定程度抵抗光老化。
近年来多种新型的抗氧化剂走入了大众的视野,如覆盆子提取物、番茄红素、白藜芦醇等。覆盆子提取物富含多种抗氧化物质,并且含较高的多酚,不仅清除活性氧,还可改变细胞的凋亡信号通路,有效消除DNA的氧化损伤,减弱蛋白质羰基化水平。番茄红素可以防止前胶原蛋白Ⅰ下调,丙二醛在细胞内积累,促进皮肤再生,在皮肤创伤修复和抗衰老中能够起到一定作用。白藜芦醇有改变细胞周期,抑制环氧合酶、硝酸还原酶活性,调节细胞凋亡等功能,通过上调HSP 27、抑制NF-κB和caspase-3的激活来调节细胞凋亡的作用。甲基莲心碱能够抑制光老化角质细胞中活性氧和丙二醛水平,并促进抗氧化剂超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性升高。
随着激光技术的发展,点阵激光也可以用于皮肤的抗氧化治疗。广州市皮肤病防治所曾以雄性Wistar大鼠作为研究对象,通过观察点阵CO2激光处理前后光老化大鼠在外观、组织学及抗氧化指标丙二醛 ( MDA) /超氧化物歧化酶 (SOD) 方面的变化,对点阵激光的抗衰老特性进行了研究。结果表明,大鼠暴露部位光老化的皮肤肉眼观发生了迅速变化,一周激光点阵治疗后,原光老化的皮肤外观就明显减轻, 但皮肤的弹性恢复仍较慢。而HE染色组织学检查结果显示,随着激光治疗时间的延长,新生的胶原从真皮中层开始向两端深部扩散。其中实验组的老化组织中紊乱、僵硬的胶原纤维逐渐改善,而未经紫外线介导的对照组细胞新生胶原不断增加。
点阵激光也可以用于皮肤的抗氧化治疗的动物研究
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来源:黄茂芳,邓景航,朱慧兰,杨慧兰,刘仲荣.点阵CO_2激光对光老化大鼠皮肤抗氧化指标的影响[J].中国老年学杂志,2014,34(05):1304-1307.
糖化与抗糖化
非酶糖基化反应,是指在无酶催化条件下,还原性糖的醛基或酮基与蛋白质等大分子的氨基发生Maillard反应,生成黄褐色糖基化终产物(AGEs),导致色素异常,分布不均,令皮肤表现出老化状态。
通过人体内糖基化反应过程,可以在不同的靶点来抑制糖基化的进程和 AGEs 对细胞的损伤。主要有:
(1)与糖基化分子目标竞争,与单糖、Amadori 产物结合以及清除二羰基化合物;
(2)通过抗氧化作用,抑制单糖、席夫碱和 Amdori 产物的自氧化或者氧化降解形成高反应性的二羰基化合物和 AGEs;
(3)降解糖化物质,结合席夫碱或者Amadori 产物甚至是 AGEs,然后通过反应将逆转成上一步物质;
(4)除了抑制 AGEs的产生之外,还可以通过阻止 AGEs 与 RAGE 受体的相互作用或抑制结合后信号传递阶段实现对细胞的保护;
人工合成的化学抑制剂可以显著的抑制蛋白的糖基化,但由于糖基化和 AGEs 形成是人体的自发反应,抑制糖基化是一个漫长的过程,因此要求选用的抑制剂几乎没有毒性。据报道,许多天然物质具有抗糖化性能,植物多酚在体外实验中表现出较好的抗糖化活性,成为研究的热门。
郑子峰等研究了龙眼核多酚对AGEs生成的抑制作用。他们用常用于非酶糖基化抑制的氨基胍作为对照,以在激发/发射波长(ex/em)370/440 nm 和 335/385 nm 的荧光值作为胶原蛋白经过糖基化反应后生成荧光性 AGEs的检测指标,测得加入龙眼核多酚和氨基胍的胶原蛋白溶液在激发/发射波长(ex/em)370/440 nm 测得荧光增长率分别为46.7%和123.4%,在(ex/em)335/385 nm测得荧光增长率分别为203.3%和248.8%。那么龙眼核多酚对激发/发射波长(ex/em)370/440 nm 和 335/385 nm 的荧光性 AGEs 的抑制率分别为 70%和 37.4%,氨基胍为 20.7%和 23.4%。相同质量浓度的龙眼核多酚对荧光性 AGEs 的抑制率高于氨基胍。这说明了天然植物多酚的抗糖基化潜力。
天然植物多酚的抗糖基化潜力
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来源:郑子锋. 龙眼核多酚抗皮肤糖基化衰老作用的研究[D].江南大学,2021.
编后语
皮肤衰老的系列结束了,但我们对青春逆龄的追求仍在继续。也许总有一天,人们能摆脱衰老甚至超越死亡吧。
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