氧化、抗氧化与皮肤衰老.doc

氧化、抗氧化与皮肤衰老第24卷第5期2006年10月广东医学院JOURNALOFGUANGDONGMEDICALCOLLEGEVo1.24No.5Oct.2006529【文章编号】10054057(2006)05052902氧化,抗氧化与皮肤衰老妻绿蘩蘩囊迹妻:;:j鹱:!:张陈威(综述),罗少军,梁杰(审校)(广东医学院整形外科研究所,广东湛江524023)【关键词】皮肤衰老;自由基;紫外线;香烟烟雾;综述文献皮肤是能最早反映机体衰老的组织,已引起众多学者对皮肤皱纹,弹性及老年干燥病等防治研究的兴趣.皮肤衰老是一个复杂的现象,在皮肤老化过程中有一系列生物学的改变,如皮肤和皮下组织细胞成分的减少和免疫系统的改变j.皮肤衰老不仅影响美容,还在病因学上与许多皮肤病有联系.预防和延缓皮肤衰老已成为医学科学研究的热点之一,现就氧化损伤,抗氧化损伤与皮肤的衰老关系作一综述.I氧化损伤与皮肤衰老氧化损伤总是伴随着衰老过程.细胞的所有成分包括蛋白质都会受到氧化而损伤.蛋白酶是负责降解氧化受损蛋白质的主要物质.由于衰老.蛋白酶的防御功能日渐下降.从而导致氧化受损的蛋白质在体内堆积.此外,脂褐素在细胞内的堆积也可妨碍蛋白酶的功能I2I.细胞成分的积累性损伤会导致组织器官的机能逐步发生紊乱,引起机体的衰老.人们在进行果蝇体细胞及小鼠睾丸细胞有丝分裂的研究中发现了年龄相关性的线粒体减少现象深入研究证实,在细胞衰老和凋亡过程中,氧化应激对线粒体的损伤起着非常重要的作用,在自由基的作用下,线粒体膜和DNA极易被氧化,可造成膜破裂或基因突变,片段丢失,其突变率比核DNA高101.O倍,这种改变随年龄增加而增加.细胞修复功能的降低和DNA损伤的累积,使线粒体功能减退或完全丧失,影响能量的产生和供应,最终导致细胞功能衰退及机体发生病变或老化l_4.给以富含抗氧化物质的饮食,能有效保护线粒体的氧化和后续的级联反应,通过保护线粒体基因和结构的完整性,而使细胞活性延长L5J.细胞凋亡参与机体内许多重要的生理,病理过程,可以通过破坏重要的不可替代的细胞对衰老起作用.自由基可引起细胞凋亡及巨噬细胞吞噬功能降低,Kagan等用cuO0H诱导正常表皮角质形成细胞的脂质氧化,发生最早且最重要的是磷脂酰丝氨酸的氧化,磷脂酰丝氨酸是巨噬细胞清除凋亡细胞的受体,可使巨噬细胞清除损伤的表皮角质形成细胞,如果该受体被氧化,则巨噬细胞不能对之进行有效清除,就可加重组织的氧化损伤和炎症反应,造成凋亡细胞堆积,这是皮肤衰老的特征之一.在众多引起凋亡的因素中,内源性或外源性的自由【收稿日期120050808.【修订日期1200603一l6【作者简介】张陈威(1979一),男,O3级硕士研究生.基均已被证实可诱导细胞凋亡,但自由基作用细胞凋亡的确切机理尚不清楚.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蛋白质等大分子中的游离氨基反应生成可逆或不可逆结合物的高级糖基化终末产物(AGEs)过程.皮肤真皮富含的胶原容易与细胞外液的葡萄糖发生非酶糖化反应,且随年龄的增长而增多,从而使AGEs进行性增加,使胶原纤维形成分子间交联,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,组织延展性和硬度增加;而且降低了胶原的可溶性而难以被胶原酶水解,造成皮肤弹性下降,皱纹不易平复且不断加深,从而促进皮肤的衰老过程.紫外线所诱发的皮肤老化可能与真皮蓄积AGEs有关系,近年的体外实验5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.适量的紫外线照射对皮肤维生素D的光合成是必需的,而长期暴露于太阳光紫外线照射下则可导致皮肤光老化.紫外线B能直接与皮肤细胞的DNA发生作用,紫外线A则主要通过产生对人体有害的氧自由基而改变核DNA和线粒体DNA,并激活基质金属蛋白酶(MMPs)来损害细胞外基质7.MMPs的主要作用是降解胶原及弹性蛋白等真皮组分,与其特异性抑酶(TIMP)共同维持真皮结构.MMPs分泌增加或TIMP分泌减少均可使胶原分子的细胞内降解增加,真皮厚度变薄【8.最近发现,由于日光照射变化,同一个体皮肤角质层的过氧化氢酶活性会随着季节的变化而变化,夏季活性较低,冬季活性则较高;而皮肤角质层中的超氧化歧化酶活性则看不到有这种变化.将人的皮肤用紫外线A照射会导致皮肤角质层过氧化氢酶活性24h内减灭,灭活程度跟照射强度有关;而用紫外线B照射则无此效应.皮肤角质层中超氧化歧化酶活性无论是用紫外线A还是紫外线B照射,照射后24h内均不会受影响.经l5J/2cm强度紫外线A照射的皮肤角质层过氧化氢酶活性在34周后均可得到完全的恢复.可以推测,太阳光辐射导致角质层过氧化氢酶和超氧化歧化酶比例的失调导致了角质层的屏障结构更容易被氧化破坏.这些实验结果说明对太阳暴晒的皮肤提供有效的光保护是极为重要的.早在1856年,就有人怀疑吸烟对皮肤的影响.吸烟引起皮肤衰老病理机制复杂,目前尚不十分清楚.现认为自由基参与皮肤衰老及与衰老相关疾病的过程.香烟烟雾促使机体产生超氧化物阴离子等自由基导致脂质过氧化产物的增加,促进衰老53O广东医学院2006年第24卷的发生;同时可增加血浆中性白细胞的弹性酶活性及灭活n一1一蛋白酶抑制剂,促进弹性蛋白酶的释放,从而使真皮中弹性纤维降解片段增多,纤维增粗,产生异常的弹性蛋白】.有研究表明m女性吸烟更易过早或增多诱发产生皱纹的机会.吸烟导致皮肤衰老已经引起医学界的广泛重视,但是直到最近才开始有人研究吸烟与秃顶之间的关系,吸烟导致秃头的机制是复杂的.吸烟产生的氧化毒性物质可损伤毛囊DNA,使毛发生长周期中控制组织重建的蛋白酶/蛋白酶抑酶系统平衡遭到破坏,引起细胞炎症介质的释放,从而导致毛囊微炎症反应和纤维化等12.吸烟与皮肤衰老及秃发的研究不仅有助于探讨皮肤衰老的机制,对于劝说烟民戒烟似乎也是一个更具有充分说服力的证据.2抗氧化防皮肤衰老防治皮肤衰老应从年轻时期开始,要防止过分的UVR照射,为了达到较好的效能,人们还必须改变生活习惯,要戒烟.减少自由基的产生和清除老化代谢产物,提高抗氧化酶活性等已成为目前延缓皮肤衰老的有效方法.使用自由基清除剂,包括酶类和非酶类,如维生素A,维生素C,维生素E,半胱氨酸,谷胱甘肽等,经服用或局部外用自由基清除剂以消耗自由基而减少氧化损伤.大豆异黄酮能抑制紫外线导致的金属蛋白酶一1的表达和随后的胶原蛋白降解1:雌性裸鼠在紫外线照射和大豆异黄酮灌胃4周后,应用生物工程学和组织化学方法检测异黄酮对紫外光老化裸鼠皮肤的外观形态,胶原蛋白沉着及表皮厚度的影响,并研究其对人光老化皮肤胶原蛋白代谢的影响,结果发现异黄酮处理组比对照组的皮肤具有较好的外观形态,皱纹较少,胶原沉着量也较大;在人成纤维细胞,无论是经过异黄酮处理和(或)紫外照射,原胶原重新合成的量都没有增加,但异黄酮能抑制紫外照射导致的金属蛋白酶的表达.这表明异黄酮对紫外线老化模型裸鼠有抗衰老作用.从现代药理研究看,中药含有蛋白质和各种氨基酸,脂类,多糖类,果胶,维生素,微量元素,有机酸,生物碱,皂苷等多种营养物质,具有清除体内自由基.提高超氧化物歧化酶(SOD)活性,增强机体抗氧化能力,提高皮肤胶原纤维及胶原蛋白含量等作用.近年来的相关研究有力地论证了中药在健肤抗衰方面的一系列作用.在tBu00H过氧化人胚肾N/F(HEKN/F)细胞模型中,西青果(使君子科)提取液(50g/L)具有明显的细胞保护效应,可避免紫外线B导致的氧化损伤.西青果提取物(3g/L)可使HEKN/F细胞寿命较空白对照组延长4O,这是西青果提取物能有效的抑制氧化应激和与年龄有关的DNA端粒长度缩短的结果.另外,值得一提的是绿茶.绿茶多酚(GTP)是绿茶叶中含有的一类多羟基酚类化合物,为一种高效的天然抗氧化剂.其抗氧化和抗自由基能力大大超过目前已知的抗氧化剂维生素C和维生素E.GTP可清除活性氧自由基和有抗脂质过氧化的作用,直接防止胶原蛋白等生物大分子免受氧自由基的损伤.GTP对紫外线较为敏感,尤其对28O320nm光波的吸收能力最强,可直接阻止紫外线对皮肤的损伤作用.有报道7将含绿茶多酚0.2(wt/vo1)的水溶液给SKH一1系小鼠灌胃,然后每天用紫外线B(9OmJ/2cm)照射,持续2个月,通过免疫印迹法和免疫组织化学法分析发现绿茶多酚能抑制紫外线B引起的小鼠皮肤蛋白质的氧化损伤,GTP同样能抑制体紫外线B对体外培养的人皮肤HS68成纤维细胞的氧化损伤,这验证了小鼠体内实验的结论,另外,口服GTP还能抑制紫外线B引起的MMP表达,裸鼠皮肤的实验表明抑制率可高达67(MMP一2),63(MMP3),62(MMP一7),60(MMP一9).这些数据表明,饮食中添加GTP可有利于预防紫外线B照射引起的皮肤衰老.近年来已阐明许多抗衰老天然药物的西医抗衰老机制:如大豆异黄酮,二精灵,木立芦荟粗多糖,人参茎叶总皂苷,仙人掌茎粗多糖等可提高实验动物体内,谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPx)和SOD活性,降低动物体内不同部位如心,肝,脑等丙二醛(MDA)和脂褐素的含量,具有较好的抗氧自由基和抗衰老作用.3展望虽然自由基学说在阐明衰老机理方面具有重要作用,但是由于种种实验条件的限制,衰老机制的自由基学说尚须进一步研究.根据皮肤的生物学特性,是否存在特异性的衰老学说,目前还不清楚.近几年很多学者根据自由基理论探索皮肤抗衰老的措施,在若干动物实验中取得了一定效果.中医药对皮肤老化初期具有较明显的作用,且可以从整体水平延缓其进程,其具有历史悠久,来源于天然植物,毒副作用小等特点,应充分发掘其在抗衰老方面的潜力和优势.参考文献:1jBOSSETS,BARREP,CHALONA,eta1.SkinageinglclinicalandhistopathologicstudyofpermanentandreduciblewrinklesJ.EurJDermatol,2002,12(3)l247252.2GRUNET.ProteinoxidationintheagingofskinfibroblastsJ.Hautarzt,2003,54(9)l818821.3KCS,CARCAMOJM,GOLDEDW.VitaminCentersmitochondriaviafacilitativeglucosetransporter1(Glut1)andconfersmho-chondrialprotectionagainstoxidativeinjuryJ.FASEBJ,2005,19(12)l16571667.4GERHARDGS,BENKOFA,ALLENRG,eta1.MitochondrialDNAmutationanalysisinhumanskinfibroblastsfromfetal,young.andolddonorsJ.MechAgeingDev,2002.123(2/3)l155166.5WONDRAKGT,ROBERTSMJ,JACOBSONMK,eta1.Photo-sensitizedgrowthinhibitionofculturedhumanskincellslmecha-nismandsuppressionofoxidativestressfromsolarirradiationofglycatedproteinsJ.JInvestDermatol,2002,119(2)l489498.6KAGANVE,KISINER,KAWAIK,eta1.Towardmechanism-basedantioxidantinterventionsllessonsfromnaturalantioxidantsJ.AnnNYAcadSci,2002,959l188-198.第24卷第5期2006年1O月广东医学院JOURNAlOFGUANGDONGMEDICALCOLLEGEVo1.24No.5Oct.20065317VAYALILPK,MITTALA,HARAY,eta1.Gr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