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细胞因子在皮肤老化中的作用
来源: www.qd-zyz.com  发布日期: 2020-01-07

  预计在未来50年里,将有三分之一的女性进入更年期。尽管许多人认为皮肤衰老是老化过程中不可避免的一部分,然而皮肤皱纹和松弛是可以对抗的。

  

  概要

  当大多数女性仍在不断追求一个永远年轻的皮肤外观的时,皮肤的老化是更年期的一个主要的明显的并发症。随着年龄的增长,它可能导致一些疾病的发生,尽管没有危及生命,却对健康,心理状态和生活质量造成一定的影响。皮肤衰老主要受三个因素影响:自然老化、绝经后雌激素水平减少,以及环境因素。衰老皮肤的特点是胶原蛋白流失和皮肤厚度降低导致干燥、皮肤起皱纹,容易受伤,且需要较长的时间愈合。细胞因子在这些衰老皮肤表征上发挥着至关重要的作用。促炎性细胞因子肿瘤坏死因子α通过增加MMP-9的生成抑制胶原的合成和促进胶原的降解。在老年期,它还降低了皮肤免疫力,从而增加了皮肤感染的风险。一些干扰素和白细胞介素的水平紊乱也影响老化的进程。老化皮肤中高水平的CCN1蛋白使皮肤真皮成纤维细胞呈现“年龄相关分泌表型”,使皮肤胶原蛋白在体内失调导致皮肤的功能和完整性丧失。

  皮肤老化

  影响皮肤老化有三个重要因素。包括自然老化过程(按时间进程老化),雌激素水平下降(通常发生在女性更年期),如紫外线(UV)辐射和吸烟等有害的环境因素。

  皮肤老化有两个主要过程:内在和外在的过程。内在衰老变化存在于个体之间,并取决于他们的基因组成。这种类型的衰老不可避免。相比之下,外在皮肤老化可以调节,取决于个人的的生活方式。外源性皮肤老化是皮肤过早老化的一种类型。它是通过暴露皮肤在有害环境而发生的,如营养不良、吸烟、阳光等因素和大型酒精摄入。

  

  绝经后皮肤的变化

  皮肤发生内在老化有时看起来几近光滑和无暇得像正常皮肤,除了几道夸张的表情纹。然而,绝经后皮肤发生一些变化,皮肤的外观可能会改变得相当明显。随着更年期的开始,由于皮脂腺和汗腺的功能下降,皮肤变得干燥,和随着时间的推移,他们对刺激的反应迟钝。这与雌激素水平减少有关。

  更年期引起胶原蛋白的类型、质量、数量、代谢和和周转的变化。绝经后,皮肤迅速变薄,速度与骨骼质量下降率相似。厚度的减少不能归因于年龄。初始绝经期,皮肤的厚度每年减少1.13%;绝经后,每年胶原蛋白含量降低了2.1%。皮肤胶原蛋白和厚度下降使皮肤变干、薄、起皱纹和容易受伤。绝经后期的标志是少量的可溶性胶原蛋白,较慢的周转和胶原蛋白合成。这体现在皮肤弹性和柔软度的降低。皮肤中胶原蛋白含量降低使皮肤弹性发生变化,导致皮肤外观呈现衰老状态。

  皮肤成纤维细胞上同时具有雌激素和雄激素受体。更年期,头皮和身体毛囊密度减少。更年期雌激素水平的变化引起皮肤血管形成和真皮的结缔组织改变。真皮结缔组织的改变导致羟脯氨酸的流转和粘多糖结合增加。雌激素治疗6周后,毛细血管数量增加,表皮萎缩消失,胶原纤维看上去不那么支离破碎。被阉割的女性经过3个月的治疗后,证明雌三醇琥珀酸和戊酸雌二醇酯能使表皮变厚。

  由于内在老化,表皮和真皮萎缩,成纤维细胞的数量减少,表皮网脊变得平坦。III/I型胶原蛋白比率增加。

  老龄化促使胶原蛋白I和III的 mRNA和蛋白表达下降。胶原蛋白合成障碍的同时,多种基质金属蛋白酶(MMPs)的生产也随着老龄化增加,特别是金属蛋白酶- 1,MMP-2,MMP-3,MMP-9。所有这些基质金属蛋白酶的生产除了人基质金属蛋白酶2 (MMP-2)外都是由激活蛋白1(AP-1)控制的。AP-1是一种转录因子,抑制成纤维细胞胶原基因的表达以及刺激成纤维细胞和角质形成细胞MMP基因的转录。AP-1表达较高年龄的成纤维细胞从体外皮肤样本比正常也比年轻的皮肤在体内。在体外取样的老化皮肤成纤维细胞中,和年轻肌肤体内,AP-1表达较普通水平的高。氧对细胞的损伤随着时间的延长而积累,氧代谢的自由基和活性氧(ROS)启动衰老过程。此外,随着年龄的增长,抗氧化防御能力下降。增加的ROS参与各种丝裂原活化蛋白(MAP)激酶通路激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)。MAPK诱导增加基质金属蛋白酶表达的AP-1。这些机制负责减少老化皮肤胶原蛋白的量。

  主要的理论认为,皮肤的老化主要是由于是ROS的积累引起的。这种氧化应激发生于细胞的DNA损伤,引起基因突变,且氧化蛋白导致功能丧失。此外,在细胞膜中发现脂质氧化,使其丧失运输能力和扭曲跨膜信号转导。

  

  皮肤老化的微炎症模型

  外界刺激如吸烟和紫外线辐射,连同内部刺激激素的变化,伴随着更年期,触发粘附分子的生产,这是炎症过程中迈出的第一步。外部刺激也会引起神经末梢释放各种神经肽到皮肤中。这些神经肽增加粘附分子的合成。粘附分子使循环中的单核细胞和粒细胞滚动,粘附和分散在血管内皮壁并迁移到真皮。这些白细胞产生和分泌蛋白酶和ROS,从而改变真皮蛋白质的周转,同时也损害皮肤细胞。受损细胞释放白三烯和前列腺素。这些化学物质刺激肥大细胞和诱导组胺和肿瘤坏死因子α的分泌物,这反过来又刺激内皮细胞产生细胞粘附分子-1 (ICAM-1),同时也帮助解放P-选择素蛋白。

  第二步,免疫细胞被刺激迁移,引起更多的炎症,并且过程持续进行。最终的结果表现在弹性蛋白降解和胶原纤维合成的不平衡。由于老年人成纤维细胞不能定向合成这些纤维,这种炎症过程导致衰老的皮肤真皮和表皮的构成,皮肤的厚度和弹性的变化。

  

  细胞因子

  细胞因子在皮肤衰老中扮演着重要角色。这些细胞信号蛋白作为细胞间的通讯连接。它们是由免疫系统的细胞产生,如皮肤朗格汉斯细胞和其他细胞,包括角化细胞和上皮细胞。一些细胞因子作用于皮肤靶细胞具有多效性和冗余的影响。这是由于它们的氨基酸序列相似性,使一些细胞因子绑定到相同的细胞受体,特别是白细胞介素。一般情况下,受体和细胞因子有非常高的亲缘关系。因此,因子在体内细胞的浓度很低,通常是毫微微摩尔或纳摩尔。然而,当身体有创伤或感染时细胞因子浓度增加。细胞因子的作用往往是由级联的细胞因子相互作用或相互作用后引起的。它们的功能由其他抑制性细胞因子或受体本身结束。

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