皮肤变老的原因是什么?日晒,熬夜…

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长期日晒熬夜会导致胶原流失,皮肤状态差。

好像已经是常识了。

如果没有防晒,那么补充胶原蛋白肽,能不能修复熬夜带来的皮肤损伤呢?

没有熬夜,没有晒,要不要补充胶原蛋白肽呢?

今天这篇文章,我们就日晒、熬夜与胶原蛋白的联系做更深入的探讨,揭秘皮肤老化背后的另一层真相

为什么会光老化,胶原蛋白流失

胶原蛋白和弹性蛋白是哺乳动物结缔组织中的结构蛋白质,起到类似植物细胞壁的作用,分别赋予了组织机械强度与弹性。

同时,胶原蛋白流失也是皮肤老化的重要标志物。

随着年龄增加,以及紫外光照、外伤、机械应力等环境因素的作用,胶原蛋白会逐渐流失,使皮肤失去原本的性状。

我们将由年龄增加带来的内源性老化称为自然老化,将紫外光照射等环境因素带来的外源性老化称为光老化

本文中我们主要介绍后者。

→为什么会发生光老化?

一项来自韩国的研究,详细阐述了不同年龄段、不同紫外光照条件下的皮肤情况[1]

该研究分别使用新生婴儿皮肤、老年人额部皮肤和腹部皮肤进行成纤维细胞系的体外培养(额部长期暴露在阳光下,而腹部则几乎没有光老化)。

结果如图所示,在含有1%胎牛血清(FCS)的胶原凝胶和单层培养物中,与新生儿成纤维细胞相比,老年人腹部和额部的成纤维细胞合成的胶原蛋白百分比显著降低

在含有1% FCS的胶原凝胶和单层培养物中,与来自相同老年个体的腹部皮肤成纤维细胞相比,从额部皮肤中培养的成纤维细胞合成胶原蛋白的相对水平显著增加

因此,我们可以得出两条结论

1、个体年龄老化,会导致皮肤胶原蛋白合成水平下降,这可能导致皮肤衰老。

2、长期日光照射,会导致皮肤胶原蛋白合成水平增加,也可能导致皮肤衰老。

这似乎是一个矛盾的结论——我们都知道胶原蛋白的缺乏会导致皮肤受损,补充胶原蛋白对皮肤有好处。

可实验结果却说,导致皮肤衰老的紫外光照增加了胶原蛋白,这究竟是怎么回事?

接下来的这篇研究,或许能解释这个问题。

→紫外线,加速胶原蛋白分解

这篇论文以探究光老化皮肤的组织化学变化为目的,直接对人体皮肤进行了活检[2]

相较于体外培养实验,对体内组织活检往往更具说服力:

研究人员检查了受日晒损伤的人体皮肤中胶原蛋白的含量和分布。

结果显示:

光老化皮肤中,每毫克总蛋白含有524微克胶原蛋白;

非日晒皮肤中,每毫克总蛋白含有667微克胶原蛋白。

光老化皮肤的总胶原蛋白含量,比未晒伤皮肤少约20%

作者猜测,这是由于紫外光照会显著增加胶原蛋白的分解速度

这也解释了为何胶原蛋白合成增加,总量却发生了减少。

此外,该实验还揭示了皮肤光老化的另一种分子机制,即胶原蛋白结构紊乱

研究人员对比了两种皮肤组织中胶原蛋白的分子构成,结果显示:

与未暴露于阳光下的皮肤相比,晒伤皮肤中Ⅲ型胶原蛋白的完整N端前肽部分的含量减少了40%。

→核心原理:紫外线导致N端前肽减少

要弄清楚这个问题,就要从胶原蛋白是如何合成的说起:

如下图所示,单体胶原蛋白,也叫原胶原,是由三条多肽链(α链)相互折叠构成。

众多原胶原通过其上的半胱氨酸残基相互连接,组成了结构整齐的胶原蛋白纤维

胶原蛋白结构

在细胞内新生的α链上,不只有胶原蛋白的结构序列,在它的两端还分别存在一段起辅助作用的功能序列,称为C(羧基)端前肽N(氨基)端前肽

胶原蛋白合成过程

C端前肽负责将三条α链相互交联,N端前肽则负责其螺旋结构的形成。

当它们完成各自的工作后,就会被水解酶切除并进入血液循环,最终被肝脏代谢。

因此,它们在血液中的浓度也反映了胶原蛋白的合成情况

在临床医学中,血液N端前肽与C端前肽的浓度异常被认为是许多疾病检查的重要指标。

N端前肽受损,α链就不能正常扭曲形成结构功能完备的螺旋形原胶原,而这些“不合格”的原胶原构筑的胶原纤维,也必然存在缺陷。

这意味着,即使胶原蛋白的含量充足,也有可能因为其“品质”上的差异,导致皮肤功能异常

熬夜是如何让胶原蛋白流失的?

熬夜之后,你会发现皮肤状态下滑很严重

上文中提到过,胶原蛋白C端前肽与N端前肽在血液中的浓度可以一定程度上反映胶原蛋白的合成情况。

一些研究表明,这两种肽的血液浓度在许多哺乳动物体内呈现出昼夜节律

Ledger等人[3]选取了10名年轻女性和10名中年以上的妇女,每间隔4小时对其进行一次尿液I型胶原N端前肽(NTX)浓度测定。

NTX浓度-时间图像,A图为年轻组,B图为中年组

如图所示,NTX浓度展现出明显的昼夜节律。

但要注意的是,N端前肽从进入血液再到尿液排出需要一定时间,因此NTX浓度变化相对于胶原蛋白合成变化可能具有滞后性。

Hassager等人[4]选取了12名年轻女性,每间隔3小时对其进行一次血清I型胶原C端前肽(PICP)浓度测定。

PICP浓度-时间拟合曲线

结果PICP浓度(P=0.003)展现有显著意义的昼夜节律,夜间值比下午高出近20%。

这说明,人体胶原蛋白的合成与分解也存在昼夜节律

Pedersen等人[5]对健康志愿者与骨质减少者(与骨骼中胶原流失有关)进行每隔3小时一次的血液检测,发现两者的PICP虽然都存在昼夜节律,但有明显的差异(P<0.008):

PICP浓度-时间的95%可信区图像,

B为健康组,C为骨质减少组

图为基于余弦分析法的可信区图像,此方法常用于对生命活动时间节律的分析。向量末端相位代表峰值时间,向量长度代表变化幅度(振幅)。

如图所示,PICP浓度曲线的振幅在骨质减少组比健康组高约两倍,最高峰值出现时间较健康组延后约3小时

如果将两组图像转换为余弦函数图像并积分,就会明显看出,患者组的胶原合成量远大于健康组。

由于胶原流失是骨质流失与皮肤老化的共同特征,这侧面验证了上文描述光老化皮肤的猜想——胶原蛋白大量受损分解,组织为了弥补胶原不足而加速了合成,但总量依然呈现减少

同时,峰值的滞后也表明组织合成功能受损,胶原补充不够及时。

→破坏昼夜节律,直接影响胶原蛋白

2020年,曼彻斯特大学的研究团队在《Nature》子刊发表了一篇与生物钟现象相关的论文[6],旨在阐述胶原蛋白代谢与昼夜节律之间更深层的关联。

该实验并没有使用血检,而是直接观察了胶原蛋白纤维的变化。

研究人员通过电子显微镜观察了小鼠跟腱中三种胶原蛋白纤维——D1、D2和D3。他们发现胶原纤维含量与光照的发生有关:

三种胶原纤维随时间变化曲线

直径较小的D1和D2在白天光照开始后7小时左右达到顶峰,在黑暗环境下数量慢慢减少,4小时后达到低谷;而直径最大的D3则恰好与之相反,用于降解胶原蛋白的组织蛋白酶K(CTSK)也呈现出类似的昼夜节律性表达,表明三种胶原纤维之间存在着合成和降解的动态关系

进一步研究发现,胶原蛋白合成过程中的四种调节蛋白SEC61、TANGO1、PDE4D和VPS33B,会在光照刺激下,按时间顺序依次表达

胶原蛋白的合成与转运过程均受到它们的调控,也随之呈现出昼夜节律性。

为验证昼夜节律混乱对胶原的影响,研究人员在部分小鼠体内敲除了这些控制蛋白相对应的基因,以模拟昼夜节律混乱的小鼠模型。培养一段时间后,观察它们的胶原蛋白性状。

对成纤维细胞和周围胶原蛋白进行染色观察,

基因敲除小鼠的胶原蛋白分布混乱

结果显示,与野生型小鼠相比,被敲除基因小鼠的肌腱虽然总胶原蛋白含量没有显著性差异,但胶原蛋白结构混乱,弹性变小,承载的应力负荷更大

目前尚未对人体胶原蛋白进行类似实验,但人类的胶原蛋白与小鼠同样具有昼夜节律性已经是被公认的事实。

因此,从理论上讲,熬夜造成昼夜节律的混乱,也会对我们的胶原蛋白造成伤害。

相较小鼠而言,人体的自我调节能力、应对不利环境的能力更强,不会像实验中的小鼠那样短时间出现显著变化,但我们仍然要警惕长期昼夜节律混乱对皮肤造成的损害,极有可能是不可逆的。

关键的瘦龙说

皮肤的衰老不仅与年龄相关,与长期日晒熬夜造成的胶原结构紊乱有关。

这篇文章剖析了胶原蛋白和熬夜,日晒背后的关系,解释了一些底层逻辑。

补充胶原蛋白肽对皮肤有帮助,帮助合成胶原蛋白。

但是只是补充胶原蛋白肽,还不够,我们需要补充足够的维生素C,合成胶原蛋白,还需足够的睡眠

胶原蛋白的合成与分解具有昼夜节律,保障良好的睡眠习惯有助于胶原的正常更新。

如果你经常熬夜,日晒,需要更多的胶原蛋白和维生素C。

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原文地址:http://www.chinalowcarb.com/sleep-and-skin/

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