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【學術分享】空氣污染與外源性皮膚老化
發(fā)表時間:2018-11-21     閱讀次數(shù):     字體:【

文章轉載自:中國皮膚性病醫(yī)學雜志

作者:彭芬,薛晨紅,陳周


人類與環(huán)境是一個密不可分的整體。皮膚作為人體最外層的器官,直接與外界環(huán)境相接觸,無時無刻不在接受環(huán)境暴露因素的挑戰(zhàn)和侵襲。因此,皮膚老化與環(huán)境暴露息息相關。皮膚老化包括外源性皮膚老化和內源性皮膚老化。內源性老化是遺傳決定的不可變更的,隨著年齡增加會不可避免地造成皮膚的改變,它主要引起皮膚各項功能的喪失。由于環(huán)境因素導致的皮膚老化被稱為“外源性皮膚老化”。外源性皮膚老化會影響人的容貌,與美容相關的皮膚改變,如:皮膚干燥、粗糙、粗深皺紋、不規(guī)則的色素沉著、彈性組織變性等都與外源性老化息息相關。外源性老化還與許多皮膚疾病的發(fā)生有著密切的聯(lián)系,如日光型角化,基底細胞癌,鱗狀細胞癌等。外源性老化是眾多環(huán)境因素綜合作用的結果,而且可能通過各種措施減緩或避免。目前已知的會加速外源性皮膚老化的因素包括紫外線照射、熱刺激、紅外線、風吹日曬、環(huán)境干燥、吸煙等。其中,紫外線對皮膚老化的影響尤為重要。有越來越多的證據(jù)證明空氣污染也能加速外源性皮膚老化。近年來空氣污染物如顆粒物(particulatematterPM)以及廚房化石燃料燃燒導致的皮膚老化成為了相關領域的研究熱點,本文將對室內外空氣污染物與外源性皮膚老化的相關性進行文獻綜述。


1室外空氣污染物與皮膚老化

1. 1室外空氣污染物

室外空氣污染物主要有:PM,臭氧,二氧化碳,一氧化氮及二氧化硫等。PM2. 5是指懸浮于空氣中直徑小于2. 5μm的顆粒,包括煙、煙灰、燃燒源的小水滴,也包括大氣中化學反應產生的顆粒。PM10是比PM2. 5更大一點的顆粒。城市空氣污染中PM的主要來源有交通、森林火災、木材燃燒等。近期采用衛(wèi)星圖像得到了全球的PM水平,這些圖片顯示印度北部和中國的PM2. 5特別高,年平均值超過了50ug/m3。臭氧在大氣平流層的存在能屏蔽短波紫外線(UVC)和部分中波紫外線(UVB)的作用,但對流層/地表水平的臭氧屬于二次污染物,是紫外線和一次污染物在環(huán)境中通過光化學反應產生的。二氧化碳和一氧化氮主要來源于機動車排放的汽車尾氣,二氧化硫主要來源于含硫燃料的燃燒。硫氧化物和氮氧化物都參與環(huán)境空氣中PM2. 5的形成。

1. 2室外空氣污染物與皮膚老化

隨著全球部分地區(qū)空氣污染的加重,人們開始探索其可能對人體造成的各種危害,研究表明空氣污染與外源性皮膚老化的多種臨床征象相關。Vierktter等人研究了大氣顆粒物(主要為PM10)的暴露與皮膚衰老的關系,該研究選擇了4007080歲的高加索女性,他們分別來自于發(fā)達的工業(yè)化地區(qū)和污染不嚴重的鄉(xiāng)村地區(qū),主要調查不同地區(qū)的交通相關煙塵、顆粒物對皮膚老化產生的影響,采用SCINEXA對皮膚老化程度進行評分。研究發(fā)現(xiàn)35%以上的色斑與鄰近(100m)繁忙的主干道(1萬輛車/)的空氣污染物存在相關性。額頭和臉頰的色斑與長期暴露于煙塵、交通顆粒物、PM10中有相關性。每增加一個IQR的煙塵,可使額頭、臉頰色斑增加20%。色斑在皮膚類型以 Ⅲ 型、Ⅳ 型為主的印度人和東南亞人中發(fā)生率較高,是亞洲人皮膚提前老化的主要臨床標志。另一項在墨西哥展開的研究發(fā)現(xiàn)居住在重污染地區(qū)的人群皮膚維生素E、角鯊烯和白介素-1濃度明顯降低,而乳酸濃度升高。角鯊烯為重要的內源性抗氧化物,而維生素E則是主要的外源性抗氧化物,降低的結果說明它們均被動員以對抗皮膚的氧化性損傷,提示空氣污染使皮膚處于氧 化應激狀態(tài)。

1. 3 PM與皮膚老化的相關機制

空氣污染物PM如何導致皮膚老化的研究剛剛起步,其對皮膚的影響可能基于以下幾種機制

1. 3. 1攜帶多環(huán)芳烴類化氣物

這些顆粒物可以攜帶諸如多環(huán)芳烴(PAH)等有機化合物進入體內,這些物質親脂性極強,很容易滲透皮膚。早在2008年,一項德國的研究就發(fā)現(xiàn)多環(huán)芳烴能誘導小鼠黑素細胞的增殖和皮膚色素沉著。多環(huán)芳烴是角質形成細胞和黑色素細胞表達的配基依賴性轉錄因子-芳香烴受體(Ah R)的高效配基,可能通過參與酪氨酸酶和酪氨酸酶相關蛋白2基 因 的 表達來調控表皮黑素的形成。多環(huán)芳烴是芳香烴受體的外源性配體,它激活芳香烴受體后可以產生活性氧簇(ROS)ROS介導的氧化損傷累及大量的分子,引起 DNA 修飾、脂質過氧化及炎性因子的分泌。有許多內因和外因可以產生自由基如:環(huán)境污染、日光暴露、自身壓力、吸煙以及日常的新陳代謝過程。有證據(jù)證明:自由基可以破壞基因的表達過程,降解膠原纖維,還可以造成彈性蛋白樣物質的堆積,導致皮膚老化征象。

1. 3. 2直接進入皮膚

顆粒物可以通過毛囊孔、傷口以及不完整的皮膚屏障等通道進入皮膚,直接引起過敏、氧化應激和炎癥反應[518]。1. 3. 3污染物與日光等其他因素產生協(xié)同作用 我們知道,在自然光下,皮膚受紫外線和紅外線的雙重作用,導致膠原和彈性纖維的損傷。近期的研究證實大量空氣污染物可以成倍地增加日光暴露導致的皮膚老化進程。UVA與環(huán)境污染物如PMPAHs的結合能有效的加速外源性皮膚老化。MC1R基因是人體內決定毛發(fā)及皮膚顏色的基因,Elf-akir A發(fā)現(xiàn)在研究入組的524例法國女性中,攜帶有兩種功能缺失MC1R突變體( R151CR160WR142HD294HI155TD84E)的女性發(fā)生嚴重皮膚老化風險的可能性比攜帶兩種WT等位基因的女性高出6倍。其中,攜帶R142HR151CD84E的風險最高。通過這項研究還證實突變的MC1R基因可以顯著加重年齡相關的皮膚老化,也在一定程度上對于環(huán)境污染造成的皮膚老化有促進作用。

1. 4臭氧與皮膚老化的相關機制

目前關于臭氧與皮膚老化相關性研究較少。平流層的臭氧對紫外線有吸收和散射的作用,其濃度的降低會增加到達地面的UV輻射,特別是UVB的輻射,從而對皮膚產生嚴重的危害。但地表水平的臭氧是一種高度不穩(wěn)定性分子,專門作用于皮膚表面,很容易氧化皮膚角質層的分子。體外實驗表明,臭氧濃度接近環(huán)境空氣污染中的臭氧濃度時可以導致表皮的維生素E和維生素C缺乏,同時在表層產生表皮丙二醛(一種脂質過氧化物)。丙二醛導致表皮角質形成細胞中過氧化氫濃度增加、ATP水平下降,IL-1a釋放增加,誘發(fā)性促炎性標記物( COX-2)、熱 休 克 蛋 白( HSP327027)NF-KB和基質金屬蛋白酶MMP調節(jié)的表征,以及氧化應激導致的DNA損傷。


2室內空氣污染與皮膚老化

最主要的室內污染來源于吸煙和廚房化石燃料的燃燒。

2. 1吸煙

吸煙不僅對身體有害,而且會增加環(huán)境空氣污染。眾多研究表明,吸煙是皮膚衰老的獨立因素。吸煙與上唇紋、日光彈性組織變形、毛細血管擴張及皮膚松弛有關,有長期吸煙習慣的40歲人群皮膚狀況類似于不吸煙的70歲人群,吸煙會造成過早的皮膚老化。煙草是一種復雜混合的污染物,類似于空氣污染,它可以影響膠原蛋白的新陳代謝,膠原蛋白減少會導致皮膚張力下降,從而造成皮膚老化,尤其是皺紋的產生。同時,吸煙還會增加彈性蛋白以及金屬蛋白酶的含量。近期有研究在小鼠的表皮角質形成細胞胞質中發(fā)現(xiàn)了HMGB1蛋白,HMGB1蛋白的增加會導致膠原的丟失,兩者呈現(xiàn)負相關。在二手煙環(huán)境下生存4周的小鼠表皮角質形成細胞中,HMGB1蛋白較對照組更多。2015年,Suzaynn提出了“三手煙”的概念,通過抽煙產生的PAHs、尼古丁、可替寧、煙草特異性的亞硝胺類釋放入室內或者公共場所,殘留在房間表面或者穿著的棉花織物上(濃度較對照組高出10),形成三手煙,并且通過皮膚或者呼吸道進入體內,對機體造成損傷。

2. 2廚房化石燃料

近期,Li等人在中國人身上研究了廚房油煙與皮膚老化的關系,他們分別在平頂(中國北部)及泰州(中國南部)選取了3090歲的女性。采用SCINEXA對皮膚老化程度進行評分。結果顯示廚房化石燃料燃燒會增加5%8%的臉部皺紋以及74%的手背皺紋發(fā)生風險。關于化石燃料燃燒加速皮膚老化的機制尚沒有太多的報道,但是化石燃料燃燒可以產生PAHs,其中苯并芘(BenzoapyreneBa P)就是由于化石燃料的不充分燃燒而產生的一種PAHs,它殘存于空氣、食物和水中。在2009年的一項小鼠實驗中就證實:Ba P暴露可以引起氧化DNA損傷,導致8-OHdGH2O2的生成。而Ba P加 上UVA暴露組小鼠產生的氧化DNA損傷比單獨暴露于Ba P或者UVA的小鼠組比較高出14倍。


3小結與展望

室內外空氣污染物與紫外線一樣可以加速皮膚老化,與外源性皮膚老化體征的形成有關。由于與空氣污染相關的外源性皮膚老化與氧自由基相關,因此口服抗氧化劑與外用抗氧化劑可能成為對抗空氣污染相關老化的有效手段。外用包含抗氧化劑的隔離霜、睡前徹底清潔面部都可以減少空氣污染物與皮膚的直接接觸。潔面后使用包含抗氧化劑的產品養(yǎng)護皮膚,對空氣污染導致的外源性皮膚老化可以起到延緩的作用。


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