茶多酚对皮肤光老化的防治作用研究进展
摘要：皮肤光老化是由于长期紫外线辐射导致皮肤加速衰老的现象，光老化可以导致严重的后果，约80%以上的暴露部位美容问题由光老化引起，严重影响人们的外貌美观，并可能引发各种良性或恶性肿瘤。因此预防和延缓皮肤衰老受到人们广泛的关注。茶多酚是从天然植物茶叶中分离提取出来的多酚类化合物的复合体，是一种理想的天然抗氧化剂，具有延缓衰老和抵抗紫外线辐射等多种功效。
关键词：茶多酚；紫外线辐射；皮肤光老化
近三十年来，工业的迅速发展造成环境污染不断加剧，大气中的臭氧层被严重破坏，到达地球表面紫外线增加，更加速了皮肤光老化的发生。皮肤光老化是由于长期紫外线辐射导致皮肤加速衰老的现象。光老化可以导致严重的后果，约80%以上的暴露部位美容问题都由光老化引起，严重影响人们的外貌美观，并可能引发各种良性或恶性肿瘤。因此预防和延缓皮肤衰老已成为热点。皮肤光老化的许多改变是可以通过药物改善和逆转的，但大部分药物具有一定的毒副作用，所以从植物中寻找安全、高效的防紫外线辐射的天然产物来保护现代人抵御皮肤光老化危害是很有必要的。茶多酚(Tea Polyphenol，TP)是从天然植物茶叶中分离提取出来的多酚类化合物的复合体，是一种理想的天然抗氧化剂，具有延缓衰老和抵抗紫外线辐射等多种功效。本文就茶多酚对皮肤光老化的防治作用进行了综述，为茶多酚的开发和利用提供理论依据。
1 皮肤光老化
1.1 皮肤光老化的概念与机制
皮肤衰老分为内源性老化和外源性老化。前者又称自然老化，是自然的程序性过程；后者是由于外界环境因素如紫外线、吸烟、吹风、接触化学物质引起的外源性老化，日光中紫外线的长期反复照射是环境中影响皮肤老化的重要因素，所以外源性老化也称为皮肤光老化。大量的流行病学调查及研究证实，临床许多皮肤病光线性弹力纤维病、日光性角化病、慢性光线性唇炎、日光性雀斑样痣、基底细胞癌、鳞状细胞癌、黑素细胞瘤等的发生、发展与皮肤光老化有直接或间接的关系。光老化皮肤有着明显的组织学特征和临床特征。组织学特征：表皮肥厚、表皮突消失，在暴光部位表皮可增厚，表皮细胞可发生异质性，光照部位黑素细胞可增多。真皮成熟胶原减少，胶原纤维束散开，弹性纤维嗜碱性变，增多变粗，卷曲扭结，常在真皮浅层聚集成粗而交织的带，在严重的日光性变性区可呈无定形状。电镜下弹性纤维崩解成短小的微丝。临床特征主要为：暴露部位皱纹加深、皮肤松弛、外观呈皮革样、色素斑增多、毛细血管扩张。皮肤光老化的形成有诸多原因。首先，皮肤光老化过程中的基本特征之一是皮肤细胞基质构成的改变，细胞外基质持续反复的蛋白酶解造成真皮中细胞外基质合成与降解失衡，从而导致皮肤光老化皱纹的形成；其次，紫外线作用于皮肤中的各种光敏物质或色基，可诱导产生大量的自由基，破坏皮肤自身的抗氧化体系，使抗氧化酶活性降低并造成脂质过氧化产物的堆积。同时自由基促使DNA形成嘧啶二聚物，使DNA氧化损伤，加速了线粒体中线性染色体的终端端粒的缩短，而端粒的缩短会引起与老化有关基因表达上调，并减弱了细胞增殖的能力，从而引起皮肤光老化损伤；最后紫外线辐射使细胞内产生较多的细胞因子白介素-8、肿瘤坏死因子及细胞间粘附分子一1，前两者可以诱导成纤维细胞产生间质胶原酶（MMP-1），此酶可以降解真皮细胞外基质。而细胞间粘附分子一1是角质形成细胞和白细胞之间相互作用的先决条件，因此影响了皮肤的免疫调节功能嘲。
1.2紫外线辐射与皮肤光老化的关系
臭氧(03)可以吸收阳光中紫外线辐射，是一个重要的生物保护过滤器。近三十年来，工业的迅速发展造成环境污染不断加剧，大气中的臭氧层被严重破坏，到达地球表面紫外线增加，过多的紫外线接触是导致皮肤光老化、皮肤癌变、免疫抑制等一系列疾病的主要原因。紫外线辐射(ultraviolet，UVR)也称紫外线，属于电磁辐射，也称非电离辐射，波长范围在100~400nm之间，按波长不同可分为长波紫外线(UVA315—400nm)，中波紫外线(UVB 280～315nm)和短波紫外线(UVC 100~280nm)，到达地球表面时大部分UVB和几乎全部UVC均被大气臭氧层吸收。对人体产生作用的主要是UVB(占到达地表UVR总量的5%)和UVA(占到达地表UVR总量的95%)，相同剂量UVB的生物学效应是UVA的800—1000倍。一般来说，UVB引起表皮变化，UVA引起真皮变化。光红斑是UVB照射皮肤引起的炎症反应，最强在297nm。暴露于UVA时，在光红斑消退后出现光色素沉着。流行病学资料表明：日光中UV部分，特别是UVB，与皮肤光老化的发生甚为密切。大量人工光源进行的动物模型研究中，已证实UVB在皮肤光老化发生中起着重要作用同。UVB可以通过直接损伤DNA或诱发氧化反应产生自由基等机制作用于机体细胞，甚至引起突变频率增加、细胞周期阻滞、诱导细胞凋亡的发生、促进细胞增殖甚至引起皮肤癌。
2茶多酚对皮肤光老化的防治作用及机理
联合国FAO以现代医学手段对茶与人体健康进行研究后认为，“茶叶几乎可以证明是一种广谱的，对多种人体常见病有预防效果的保健食品，而其有效成分是茶多酚”。茶多酚的防紫外线辐射及皮肤光老化的防治作用已经得到了证实，其主要机理是茶多酚对自由基的消除作用、防治DNA损伤、对酶类以及对免疫力和造血功能的影响。
2.1茶多酚具有清除自由基的作用
无论是电离辐射还是电磁辐射，都会使生物体产生大量的自由基。自由基是化学反应中共价键均裂的产物。正常情况下，生物体内约有2%的总耗氧量经呼吸链旁路生成氧自由基。但在光、热、高能射线等刺激下，机体呼吸过程中的电子供应不足，使体内产生的自由基代谢失衡。紫外线辐射后，一方面产生高反应性的氧自由基，另一方面皮肤抗氧化系统遭到损耗。过量的自由基促使DNA、脂质、蛋白质损伤，导致细胞功能的衰退与瓦解，致使诸多疾病，如光红斑等皮肤光老化疾病，甚至皮肤癌变、免疫抑制等疾病。由于自由基对物质分子的作用无专一性，因此，如果存在可以与物质分子竞争自由基的其他物质，就可以一定程度上对物质分子起到保护作用。茶多酚的化学结构特点决定其具有极强的清除自由基的能力，2-苯基苯并吡喃和羟基取代基是其抗氧化作用的结构基础，其中2-苯基苯并吡喃是抗氧化作用的结构依托，羟基是抗氧化作用的结合位点。其具有多个酚羟基，能提供质子，能够消耗紫外线辐射产生的大量自由基，从而避免生物大分子的损伤，起到保护作用。
2.2茶多酚有效防治紫外线辐射引起的DNA损伤
美国科学家戴利(2004)发现，抗辐射能力强的细菌胞质中锰的含量高而铁的含量低，这样能够有效保护蛋白免遭电离辐射引起的氧化损伤。可见，抗辐射细菌不仅可以有效修复辐射引起的DNA损伤，更可能是有效地抵御蛋白损伤。而茶多酚是对铁的络合能力最强的天然产物，说明茶多酚具有抗紫外线辐射损伤作用，从而起到对皮肤光老化的预防和治疗作用。骆丹等观察研究了表没食子儿茶素没食子酸酯对经中波紫外线(UVB)辐射后HaCaT细胞所生成的光产物胸腺嘧啶二聚体(cyclobutanepyrimidine dimmers，CPDs)的干预情况及相关机理。结果显示HaCaT细胞损伤程度与照光剂量呈剂量依赖关系：30 mj/cm2 UVB照射后细胞CPDs生成量在辐射后0.5 h左右达到高峰，同时细胞也开始清除CPDs，辐射后4h内清除速率较快，4h后清除速率逐渐降低，照光后即刻加入EGCG溶液，可加快CPDs清除(P<0.05)，减少了DNA的氧化损伤，缓解了线粒体中线性染色体的终端端粒的缩短，起到防治皮肤光老化作用。经UVB照射的HaCaT细胞中p53和PCNA mRNA及蛋白表达水平可明显增加，EGCG可在不同程度上下调与光老化有关基因及蛋白表达。张军等探讨了茶多酚对紫外线引起的DNA损伤的保护作用中，显示茶多酚具有拮抗紫外线辐射引起的DNA损伤。其采用体外培养人肺成纤维细胞，加入茶多酚孵育2h后，给予不同剂量的紫外照射，通过单细胞凝胶电泳技术检测细胞DNA损伤情况。结果显示加入茶多酚(250 pcg/mL)预处理的细胞经紫外辐射后与紫外辐射模型组相比其DNA损伤情况明显减轻。
2.3茶多酚对与皮肤光老化有关酶的影响
目前研究较多的与皮肤光老化有关酶类主要有：细胞中合成基质金属蛋白酶1(MMPl)以及谷胱甘肽酶系（谷胱甘肽过氧化物酶，GSH-Px）和谷胱甘肽还原酶系( GSSG-R)及超氧化物歧化酶(SOD)。紫外线辐射后诱导人类皮肤成纤维细胞产生基质金属蛋白酶1(MMPl)，其能够特异性降解几乎所有的细胞外基质成分，在皮肤光老化中起着重要作用。宋秀祖等研究茶多酚单体对中波紫外线辐射培养的成纤维细胞氧化损伤的保护机制中，利用逆转录一聚合酶链反应( RT-PCR)测定细胞中合成基质金属蛋白酶1(MMPl)及其组织抑制因子一l(TIMP-1)的mRNA的表达水平，结果显示EGCG可以有效抑制UVB诱导的MMPl mRNA表达，减少胶原蛋白的降解。说明EGCG对UVB辐射损伤的成纤维细胞具有保护作用。而GSH和GSSG之间的转化对防治紫外线辐射具有重要意义。GSH-Px和SOD等抗氧化酶与自由基的清除有关。广泛的实验证实，茶多酚能够促进和调动机体内抗氧化酶的活性，清除大量自由基，起到抗紫外线辐射作用。另外，茶多酚对与自由基生成有关的氧化酶有抑制作用，从而抑制自由基的生成，起到防治皮肤衰老的作用。如茶多酚与Fe形成配位化合物，可以抑制脂肪氧合酶的活性。脂肪氧合酶的活性中心为Fe2+，它与不饱和脂肪酸发生作用，Fe2+被氧化为Fe3+，不饱和脂肪酸被氧化。而茶多酚可以与Fe络合抑制脂肪氧合酶的活性，从而起到抑制紫外线辐射引起的脂质过氧化句。张素慧等通过建立人类皮肤光老化疾病动物模型，研究茶多酚拮抗紫外线照射致小鼠皮肤光老化作用，并探讨相关抗氧化机理。实验采用雌性昆明种小鼠，随机分为空白组、对照组、茶多酚的不同剂量组，采用灌胃和外涂两种给药方式。与模型小鼠相比，茶多酚可提高小鼠皮肤组织中总抗氧化能力(T-AOC)和超氧化物歧化酶(SOD)的活力，降低丙二醛(MDA)的含量。充分说明了茶多酚具有防治小鼠皮肤光老化作用。宋秀祖等采用茶多酚单体对中波紫外线辐射培养的成纤维细胞氧化损伤的保护机制研究中也测定了培养人的皮肤成纤维细胞上清液中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶( GSH-Px)活性、脂质过氧化产物丙二醛(MDA)的含量，结果显示EGCG可以减少UVB辐射引起的丙二醛沉积，使抗氧化酶的活性增强。
2.4茶多酚对紫外线辐射损伤免疫器官和造血功能的保护
动物免疫系统在经辐射后会受到损伤，胸腺和脾脏细胞受到严重损伤，甚至坏死或凋亡。曹明等人的研究结果表明：辐射前口服茶多酚可以减轻辐射引起的胸腺和脾脏细胞的损伤程度，减缓免疫细胞的损伤或加强受损免疫细胞的自我修复功能，起到调节机体免疫功能。茶多酚的免疫调节作用可以通过以下几个途径实现：抗脂质过氧化保护细胞膜提高免疫细胞活力；调节多种细胞因子，促进干扰素、白细胞介素等的合成；激活巨噬细胞、NK细胞和T、B淋巴细胞，提高机体免疫球蛋白的水平等。免疫活性细胞对脂质过氧化非常敏感，脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量与免疫功能呈负相关。免疫细胞的受体与抗原识别，茶多酚能提高机体的抗氧化活性，保护膜受体，使之不被氧化丢失，从而减少脂质过氧化损伤，保护和增强免疫功能阎。茶多酚还可以通过NER基因介导，缓解有中波紫外线辐射引起的免疫抑制反应。此外，机体经受辐射后，多向性造血干细胞及骨髓有核细胞的分裂都会受到损伤，表现在血象中各类细胞数发生变化，而茶多酚对其具有显著的保护作用。
3展望
茶多酚在医药保健方面具有很高的研究和利用价值，其在抗紫外线辐射及防治皮肤光老化作用上已经得到了确切的认证，其相关机理与作用途径也已得到了一定的研究，但尚不足够清晰，亟待进一步的探索。近年来，已有大量的研究表明缺氧在紫外线辐射导致的光损伤中起着重要的作用。在缺氧过程中缺氧诱导因子( HIF-lα)起着重要作用，
HIF-la活性与肿瘤发生、发展密切相关，且被认为是治疗癌症的有效靶目标。如果茶多酚抗紫外线辐射和防治皮肤光老化功效，能够利用缺氧诱导因子来诠释，将是一个新的亮点。将为茶多酚抗紫外线辐射以及对皮肤光老化的防治作用机理加以完善。并且对此天然生物活性制剂的深入研究，为抗紫外线辐射和预防皮肤光老化提供了新手段、新途径，为茶多酚开发应用的药理机制提供实验依据，为开发具有中国特色的天然产物做出贡献。
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