龔 婕 馬良娟

隨著大氣臭氧層遭到嚴(yán)重破壞,太陽紫外線輻射強(qiáng)度不斷增強(qiáng),且UV具有累積效應(yīng),對人們的生活工作影響越來越大。紫外線分為3個(gè)波段:長波紫外線UVA(320～400 nm)、中波紫外線UVB(275～320 nm)、短波紫外線UVC(230～275 nm)。由于大氣層的阻擋作用,UVC幾乎全被臭氧層吸收，入射到地球表面的紫外線主要為UVA和UVB,相同劑量的UVB輻射對皮膚的損傷比UVA約大800～1 000倍。皮膚接受過多的紫外線照射后,皮膚組織細(xì)胞會產(chǎn)生氧化應(yīng)激,產(chǎn)生過量的活性氧簇(ROS),ROS能夠破壞細(xì)胞膜的完整性和細(xì)胞內(nèi)的抗氧化系統(tǒng),進(jìn)而引起細(xì)胞炎癥、細(xì)胞凋亡及腫瘤的形成；同時(shí)過量的紫外線照射會使皮膚膠原、透明質(zhì)酸、彈性蛋白降解, 導(dǎo)致皮膚彈性變低、粗糙、形成皺紋。隨著對光老化認(rèn)識的加深，抗氧化劑的研究取得進(jìn)一步發(fā)展，抗氧化劑的應(yīng)用是對抗皮膚光老化的有效策略。

1 皮膚光老化

皮膚是人體最大的器官，和其他器官一樣，皮膚也在老化。皮膚光老化是由于皮膚長期受到日光照射所引起的損害，是自然老化和紫外線輻射共同作用的結(jié)果。表現(xiàn)為皮膚曝光部位粗糙、增厚、干燥，皮膚松弛、皺紋加深加粗，局部有過度的色素沉著或毛細(xì)血管擴(kuò)張，甚至可能出現(xiàn)各種良性或惡性腫瘤(如日光角化病、鱗狀細(xì)胞癌、惡性黑素瘤等)。皮膚老化是一個(gè)復(fù)雜的、多因素的、累積的、漸進(jìn)的過程，它會導(dǎo)致皮膚功能和審美上的一些變化。太陽光的UV輻射，特別是UVA和UVB，是皮膚損傷的主要環(huán)境因素。這種照射包括UV輻射UVA，UVB，UVC，但是只有UVA和UVB到達(dá)地球表面(95%UVA和5% UVB)。UVB能夠穿透表皮及真皮的上層，盡管UVB代表少量的陽光但會導(dǎo)致更嚴(yán)重的皮膚損傷[1]。UV輻射的破壞作用包括光老化和光致癌[2]。光老化的臨床表現(xiàn)：隨著年齡的增長，皮膚的蛋白多糖、膠原蛋白和彈性蛋白水平降低，可導(dǎo)致皮膚出現(xiàn)老化，其主要原因是由環(huán)境因素(紫外線)驅(qū)動(dòng)的氧化應(yīng)激起著核心作用[3]。皮膚老化會嚴(yán)重影響美觀，出現(xiàn)干燥、粗糙、毛細(xì)血管擴(kuò)張、彈性降低、不規(guī)則色素沉著、脂溢性角化等表現(xiàn)。UV輻射不僅能促進(jìn)和加速皮膚衰老發(fā)生和發(fā)展的過程，導(dǎo)致人的容貌過早老態(tài)而影響外在形象和面貌，而且還危害正常皮膚的組織結(jié)構(gòu)和生理功能，會顯著增加皮膚癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，光致癌是由細(xì)胞和DNA損傷引起的[4]。在細(xì)胞水平上，DNA損傷是紫外線暴露后的主要事件，產(chǎn)生的損傷類型取決于輻射的波長和能量分布，形成不同的光產(chǎn)物。雖然內(nèi)源性DNA修復(fù)機(jī)制在修復(fù)DNA方面有一定的效果，但是一些DNA損傷仍然存在，并且可能隨著慢性暴露而累積。UV防護(hù)策略，如防曬劑的使用，對于限制進(jìn)一步的DNA損傷非常重要。皮膚是機(jī)體與環(huán)境相互作用的主要媒介，人體的皮膚每天都接受紫外線的照射，最終導(dǎo)致細(xì)胞光損傷和皮膚老化，為了預(yù)防皮膚光老化，抗氧化劑的應(yīng)用已經(jīng)在皮膚科展開，并寄希望應(yīng)用于化妝品來有效預(yù)防皮膚光老化。

2 抗氧化劑與皮膚光老化

2.1 光老化的形成機(jī)制及抗氧化系統(tǒng) 皮膚衰老是由內(nèi)在因素(如年齡)以及外部因素(如慢性紫外線照射)介導(dǎo)的一種復(fù)雜的過程，這一過程被稱為光老化，可導(dǎo)致紅斑、水腫、曬傷、增生、早衰以及非黑素瘤和黑素瘤皮膚癌的發(fā)展[5]。UV可以通過生物分子吸收能量直接造成皮膚損傷，或通過增加活性氧和活性氮物質(zhì)的產(chǎn)生間接造成皮膚損傷。在UV照射下，酪氨酸酶被激活后促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)黑素的生成，隨后UV會降解皮膚中的膠原蛋白和彈性蛋白纖維，導(dǎo)致皺紋形成[6]。隨著活性氧水平的增加,基質(zhì)金屬蛋白酶水平也隨之升高并破壞膠原纖維[7]，從而共同誘導(dǎo)光老化。當(dāng)機(jī)體在有氧條件下，電子在原子之間轉(zhuǎn)移，其中氧是產(chǎn)生ATP的最終電子受體。然而，非耦合電子的轉(zhuǎn)移導(dǎo)致活性氧和活性氮物質(zhì)等自由基的產(chǎn)生[8]。在生理?xiàng)l件下，皮膚細(xì)胞的特征是活性氧的不斷生成，以及發(fā)達(dá)的抗氧化系統(tǒng)，維持氧化還原平衡[9]?？寡趸到y(tǒng)是基于多種小分子量的抗氧化劑包括谷胱甘肽、維生素A、E、C以及抗氧化蛋白，主要由超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶、硫氧還蛋白、硫還蛋白組成還原酶，保護(hù)細(xì)胞免受活性氧介導(dǎo)的干擾。蛋白質(zhì)抗氧化劑可以通過支持活性氧依賴性轉(zhuǎn)錄因子Nrf2和抗氧化基因的轉(zhuǎn)錄從而啟動(dòng)細(xì)胞保護(hù)[10]。盡管氧化還原維持平衡，皮膚細(xì)胞頻繁暴露于UVA和UVB的輻射中,自然光仍可刺激氧化酶的活性并破壞抗氧化劑的作用，導(dǎo)致氧化應(yīng)激，此時(shí)合理的局部外用抗氧化劑是一種有效的皮膚光保護(hù)策略。然而，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)膭┝?，注意避免過量使用抗氧化劑，因?yàn)樗赡苁怯泻Φ?。維生素A、E和C在高劑量的條件下反而導(dǎo)致維生素過多而中毒[8]。因此，各種抗氧化劑作用機(jī)制的研究在皮膚光老化中具有顯著意義。

2.2 具有對抗光老化作用的抗氧化劑

2.2.1 紅樹莓提取物 紅樹莓(覆盆子)是一種可食用的植物果實(shí)，色澤鮮艷，風(fēng)味獨(dú)特，許多研究都表明天然產(chǎn)物紅樹莓對UVB損傷具有光化學(xué)保護(hù)作用，漿果具有抗氧化、抗炎和抗癌的特性，因?yàn)闈{果含有大量的植物化學(xué)物質(zhì)，包括酚類、類黃酮、單寧、類靜苯等。中醫(yī)著作《本草綱目》中有描述過覆盆子可以表現(xiàn)出滋潤肌膚，減少皮膚紅腫的效果。覆盆子富含多種抗氧化物質(zhì)，如維生素C、鞣花酸和花青素[11]。與其他水果和蔬菜相比，覆盆子含有較高的多酚，具有較強(qiáng)的抗氧化活性，這表明覆盆子果實(shí)是天然抗氧化劑的良好來源[13]。紅樹莓提取物的總酚類、黃酮類和原花青素類在清除超氧自由基的活性物質(zhì)中具有最高的Pearson系數(shù)值(0.952-1)[12]。為研究紅樹莓提取物在人表皮角質(zhì)形成細(xì)胞和裸鼠模型中UVB引起的損傷的預(yù)防作用和相關(guān)分子機(jī)制，對裸鼠皮膚的蛋白質(zhì)譜和免疫組織學(xué)進(jìn)行研究后表明，紅樹莓提取物可以防止UVB引起的細(xì)胞死亡，保護(hù)皮膚免受UVB暴露的損傷。此外，紅樹莓提取物的應(yīng)用還有效地消除了DNA的氧化損傷，并減弱了蛋白質(zhì)的羰基化水平，這是由于SOD，Nrf2及其靶基因HO-1的激活。紅樹莓提取物還改變細(xì)胞的凋亡信號通路，包括caspase-3等炎癥級聯(lián)如c-jun，減弱UVB誘導(dǎo)的NF-κB和COX-2的活性。紅樹莓提取物通過清除活性氧和對炎癥反應(yīng)的保護(hù)，可以減輕UVB對皮膚的直接光損傷，為UVB對皮膚的光損傷保護(hù)提供新的策略[14]。

2.2.2 人參皂苷 人參皂苷是一種具有生物活性的成分，人參的功效在藥理學(xué)上起著重要的作用。人參皂苷Rg2是一種微小的原花梨醇型人參皂苷，表位形式有20(S)-人參皂苷Rg2[20(S)-Rg2]和20(R)-人參皂苷Rg2[20(R)-Rg2]。將這兩個(gè)表位形式進(jìn)行皮膚抗光老化性能的比較。當(dāng)它們被添加到人表皮角質(zhì)形成細(xì)胞中，20(R)-Rg2僅能減弱UVB誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)活性氧的升高；20(S)-Rg2能顯著降低UVB誘導(dǎo)的金屬蛋白酶-2(proMMP-2)的活性和蛋白質(zhì)的水平[16]。20(S)-Rg2能夠下調(diào)UVB誘導(dǎo)的ROS和proMMP-2，上調(diào)角質(zhì)形成細(xì)胞中谷胱甘肽和超氧化物歧化酶總量。因此,20(S)-Rg2可以通過增強(qiáng)某些抗氧化成分，如谷胱甘肽和長氧化物歧化酶，減弱活性氧積累，并依次下調(diào)MMPs(包括MMP-2)，從而具有皮膚抗光老化活性[15]。人參皂苷具有抗氧化、抗腫瘤、抗衰老、促進(jìn)頭發(fā)生長并對人體皮膚有抗衰老作用。人參皂苷Rg3可以抑制皮膚光老化，并有助于恢復(fù)光致真皮損傷，同時(shí)抑制紫外線和紅外線照射下導(dǎo)致的IL-6和MMP-1水平的升高[16]。此外20(S)-Rg3具有抑制UVB誘導(dǎo)的MMP-2活性的作用，提示具有抗光老化活性[17]。氧化應(yīng)激被定義為氧化還原生產(chǎn)過剩的自由基和抗氧化劑之間的不平衡,過氧化氫、丙二醛、谷胱甘肽、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶是其重要的標(biāo)志物。Re能夠抑制UVB誘導(dǎo)的ROS、proMMP-2和-9，并且增強(qiáng)了谷胱甘肽和超氧化物歧化酶在人表皮角質(zhì)形成細(xì)胞中的活性，這意味著其潛在的抗皮膚光老化性能[18]。

2.2.3 甲基蓮心堿 皮膚暴露于紫外線導(dǎo)致活性氧的形成，從而改變細(xì)胞功能。人類表皮皮膚層主要由角化細(xì)胞組成，角化細(xì)胞受到UVB輻射的損傷后在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生氧化應(yīng)激。甲基蓮心堿是從荷花種子胚中提取的一種生物堿，具有抗光老化和抗衰老的特性[19]。甲基蓮心堿能夠抑制UVB介導(dǎo)的預(yù)處理角質(zhì)形成細(xì)胞中活性氧和丙二醛水平，加入甲基蓮心堿的細(xì)胞組中，抗氧化劑超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶活性顯著升高。甲基蓮心堿的光保護(hù)作用可以通過分析角質(zhì)形成細(xì)胞的形態(tài)學(xué)和超微結(jié)構(gòu)變化來評價(jià)。經(jīng)過甲基蓮心堿預(yù)處理的角質(zhì)形成細(xì)胞，與未處理的角質(zhì)形成細(xì)胞組相比，線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)損傷不明顯，這可能與氧化應(yīng)激降低脂質(zhì)過氧化作用有關(guān)。綜上所述，甲基蓮心堿可以預(yù)防UVB誘導(dǎo)的氧化損傷，因此它可能是一種潛在的預(yù)防和治療皮膚光老化的抗氧化劑[20]。蓮子胚可以用作中藥，也可做為茶食用或生吃，具有抗衰老的性能。甲基蓮心堿是一種主要的雙芐基喹啉提取物，與蓮子堿、異蓮子堿一起來源于蓮子胚[21]。在UVB照射前1h，用甲基蓮心堿處理角質(zhì)形成細(xì)胞，然后測定MTT、ROS、MDA、SOD、GSH-Px等相關(guān)數(shù)據(jù)表明，甲基蓮心堿提高了細(xì)胞活力，通過增強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)的抗氧化劑介導(dǎo)活性氧和脂質(zhì)過氧化增加，保護(hù)角質(zhì)形成細(xì)胞免受UVB的侵襲，從而減少氧化應(yīng)激。這些結(jié)果為甲基蓮心堿可以減弱紫外線輻射導(dǎo)致的皮膚損傷提供了依據(jù)[20]。

2.2.4 白藜蘆醇 白藜蘆醇是一種多酚化合物，以其對長壽蛋白-去乙酰化酶(sirtuins)的有效激活而聞名[22]。Sirtuin是延緩細(xì)胞衰老并通過調(diào)節(jié)多種細(xì)胞過程延長生命的重要因素。Sirtuin對細(xì)胞衰老的抑制主要通過延遲與年齡相關(guān)的端粒損耗，維持基因組完整性和促進(jìn)DNA損傷修復(fù)來介導(dǎo)[23]。白藜蘆醇有多種功能，包括細(xì)胞周期的改變，抑制環(huán)氧合酶、硝酸還原酶活性，調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡[24]。白藜蘆醇具有通過上調(diào)HSP27、抑制NF-kB和caspase-3激活來調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡的作用。HSP27基因表達(dá)沉默降低了UVB誘導(dǎo)的人表皮角質(zhì)形成細(xì)胞凋亡率，這可能表明HSP27以負(fù)反饋形式調(diào)控細(xì)胞凋亡。研究表明白藜蘆醇抑制UVB介導(dǎo)NF-kB和caspase-3的活化保護(hù)人角質(zhì)形成細(xì)胞免受紫外線照射的細(xì)胞損傷[25]。白藜蘆醇用于防止皮膚光老化，近年來已受到同行的廣泛關(guān)注，白藜蘆醇作用機(jī)制的研究為化妝品的合理開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

2.2.5 番茄紅素 抗衰老護(hù)膚是化妝品和美容領(lǐng)域越來越受歡迎的主題,局部使用抗衰老皮膚產(chǎn)品是實(shí)現(xiàn)皮膚抗衰老效果最方便，最便宜的方法。番茄紅素是一種抗氧化劑，可以防止前膠原蛋白I的下調(diào)，丙二醛的細(xì)胞內(nèi)積累，達(dá)到皮膚再生的目的[26]。UVA通過下調(diào)前膠原I含量和誘導(dǎo)基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)相關(guān)反應(yīng)而促進(jìn)皮膚老化。已經(jīng)證明使用番茄紅素等抗氧化劑是實(shí)現(xiàn)皮膚老化保護(hù)的便利方法，番茄紅素可以阻止UVA誘導(dǎo)的Hs68細(xì)胞中MMP-1的上調(diào)和細(xì)胞內(nèi)丙二醛的產(chǎn)生，通過施用番茄紅素也阻止了NF-kB水平的激活[27]。在給予成年小鼠一定量番茄紅素的試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)番茄紅素對成年小鼠的體重、血液學(xué)、臨床化學(xué)參數(shù)沒有影響，但改善了成年小鼠主要器官的抗氧化活性，當(dāng)給予高劑量的番茄紅素時(shí)，成年小鼠的肝臟、腦、腎和皮膚中超氧化物歧化酶，過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶活性增加，丙二醛減少[28]。番茄紅素是一種具有多種生理活性的類胡蘿卜素，也是優(yōu)良的抗氧化劑，在國外已應(yīng)用為防曬化妝品的原料。

3 小結(jié)

人類皮膚的變化是隨著年齡的增長而發(fā)生的，但是反復(fù)暴露在外部刺激下如太陽光的輻射會加速皮膚光老化。隨著對光老化認(rèn)識的加深,對其預(yù)防與治療的方法也取得了相應(yīng)進(jìn)展。采用口服或外用抗氧化劑是防止皮膚光老化損傷的有效方法。傳統(tǒng)的抗氧化劑如維生素C、維生素 E、胡蘿卜素、鋅和酶等具有一定的防護(hù)作用, 其主要是降低 UV介導(dǎo)的炎癥以及免疫抑制作用，并提高膠原蛋白及促進(jìn)基質(zhì)金屬蛋白酶抑止因子合成。 近年來紅樹莓提取物、人參皂苷、甲基蓮心堿、白藜蘆醇和番茄紅素等新型抗氧化劑的研究取得了相應(yīng)的進(jìn)展，隨著人們對抗氧化劑認(rèn)識的進(jìn)一步加深，相信在不久的將來會有更多的抗氧化劑應(yīng)用于皮膚科中。