改变世界的三把钥匙：前沿科学研究进展报告

岁有十二月，日有十二辰。我们的生命在时光中行走，皮肤生物钟背后科学的规律是什么?不健康的生活方式如何损害肌肤健康？关于皮肤健康之问的种种答案，都与“生物钟”有关。

1972年，长沙马王堆3号汉墓曾出土了一批汉代的汉简，其中在医书《十问》里有一句“一昔不卧，百日不复”，意思是说如果因为熬夜等原因一夜不睡觉，那么接下来很多天都会萎靡不振。百日虽然是一种夸张的说法，但是如果长期睡眠严重不足的话，百日不复也是可能出现的。

迪马伦是法国杰出的时间生物学家。1729年，他对于含羞草的张开闭合的时间产生了疑惑，带着这个疑惑他展开了他的实验，在实验过后，迪马伦发现了含羞草的张开闭合并不受外界日月坏境光暗交替的影响，而是含羞草具有一个内在的生物钟，他的这个发现直接导致之后的人们发现了不同生物中都含有高度类似的生物钟。

林奈是瑞典的一个牧师，1753年，他为了振兴瑞典的经济，将世界各地的植物移植到欧洲，在此期间，他发现了不同的花朵每天花瓣开合的时间相对固定，随即他就按照不同花瓣开合的顺序列了一张表，也就是鲜花开闭的时钟。

杰弗里•霍尔，迈克尔•罗斯巴什，迈克尔•杨三位都是美国的遗传学家，这三位科学家先后发现了果蝇体内的period时钟基因，也就是果蝇的“生物钟”。并且他们还发现并证实了该时钟基因所调控的mRNA信使和PER蛋白具有以24小时为周期的震荡昼夜节律的内在规律。2017年，以上三位美国科学家获得了诺贝尔生理学或医学奖，他们因为首先在发现并克隆了果蝇的生物钟基因而获此殊荣。

随着不同物种的生物钟基因陆续被克隆出来，人们对生物钟的调节通路和基因网络也揭示得越来越清晰。人类对于生物钟与代谢、生物钟与睡眠、生物钟与神经系统的相互调控等重要问题的科学研究，正在不断突破和深入。

一天中人体的代谢具有周期性。生物钟对不同的代谢途径有协调作用，可以调节白天/黑夜期间的代谢过程，并将同化过程和异化过程在时间上阻隔开来，以提高能量的转换及利用效率。

生物钟对不同生物的各种代谢过程具有广泛的影响，如果生物钟出现问题，生物的代谢就会发生紊乱，甚至会影响寿命。

2020年2月，位于英国曼彻斯特大学的三位学者Joan Chang、Qing Jun Meng和Karl Kadler在《Nature Cell Biology》上公开发表了他们的科研新发现：胶原蛋白的合成，分泌和降解都依赖于昼夜节律，破坏昼夜节律会导致胶原蛋白合成的受阻，导致胶原蛋白纤维堆积，结构紊乱，弹性和强度大大下降。

如果作息不规律，昼夜节律紊乱，带来的结果如上图所示：一个实际年龄为39岁的受试者，如果每日睡眠时间不足6小时，连续一周之后，其表观年龄会变成51岁。
 
1 人体的生物钟

昼夜节律是指生物体的生理、生化和行为以24小时为周期的振荡规律。它是生物界普遍存在的一种节律，例如睡眠-觉醒交替、体温的昼夜波动、激素水平的涨落，都呈现出昼夜节律性。

昼夜节律发生的结构基础是分子计时器，即人体内在的生物钟。由于从黎明到黄昏的光线变化的诱导，位于下丘脑前部的视交叉上核（SCN）通过视网膜-下丘脑束接收来自视网膜的光刺激。SCN神经元的振荡是由光刺激引起的，通过神经系统传导或者内分泌激素输出到身体组织的外围生物钟基因。外围生物钟产生周期性转录和翻译后反应，最终产生行为、代谢和生理输出。

人体的代谢过程受到生物钟的动态、有序调控，如果我们因为倒时差或者其他原因导致节律紊乱，我们机体代谢的节律也会受到干扰。其中皮肤的表皮和毛囊中存在快速分裂的细胞群，其生物物理参数具有周期性波动特性，这些参数也同样直接或间接受生物钟的调节影响。

来自法国的研究者Isabelle Le Fur等人2001年9月在《The Journal Of Investiagtive Dermatology》期刊上发表的研究数据表明：通过对8名21-32岁的白人女性的前额和面部皮肤的分析证实，皮肤的油脂分泌和经皮水分流失也呈现出昼夜节律。其中前额油脂分泌的峰值出现在中午12点，最低值出现在凌晨0点；而面颊部屏障功能（经皮水分流失变化率）在8点和16点出现峰值，在20点和0点出现最低值。

而来自加拿大的Georg A. Bjarnason等科学家通过皮肤组织活检，在8位受试者的皮肤组织中发现了了褪黑素和皮质醇，也存在以24小时为周期振荡表达的规律。

2 皮肤生物钟的分子机制

在以上皮肤生理学的昼夜节律的背后，控制和调节的底层系统是什么？来自美国的加州大学的Maksim V.Plikus等研究人员在2015年6月发表在《Journal Of Biological Rhythms》上的综述文章，对此问题展开了分析。

 皮肤是人体最大的器官,其结构是相对稳定的,但皮肤的功能和活力在一天中是随人体机能不断变化而出现规律变化。这种规律性变化是人体生物钟的一个重要组成部分,并具有一定的特征,暂称其为"皮肤生物钟"。皮肤生物钟是人体机能变化规律的缩影人体的新陈代谢活动在有规律地不停变化着。

作者认为，人体核心生物钟，是通过神经系统和内分泌激素系统这两大系统，来对表皮组织、真皮组织以及皮下脂肪组织的新陈代谢过程进行振荡调控的，无论是角质形成细胞还是表皮干细胞，都具有显著的生物钟活性。

皮肤的生物钟，是对皮肤对环境压力的一种调控反应，保护着皮肤免受各种环境伤害，包括UVB辐射、温度、化学和物理伤害以及微生物感染，是皮肤的主要功能。以上图片中的（A，C）表皮干细胞的DNA复制、DNA修复机制和细胞分裂存在显著的昼夜节律，这些特征依赖于表皮角质形成细胞内完整的昼夜节律。

上图中（B） 表皮屏障功能，如经表皮失水和角质层水合作用，也同样受到昼夜节律的显著调节，表皮屏障功能的昼夜循环至少部分取决于水通道蛋白表达水平的每日变化，水通道蛋白3（AQP3）是基底表皮角质形成细胞中假定的时钟输出基因。

上图中（D）说明了生物钟的破坏导致小鼠伤口异常愈合。伤口愈合是一个非常复杂的过程，涉及皮肤中大多数（如果不是全部的话）主要细胞类型，伤口愈合时钟调节的潜在机制仍有待确定。然而，众所周知，在损伤诱导的伤口愈合过程中，昼夜节律时钟有助于肌成纤维细胞的复制减慢（也称为衰老），这是一个从疤痕生成转化为疤痕重塑及其适当成熟的重要过程。

上图中（E）说明了免疫系统受生物钟的控制。免疫细胞流入组织已被证明受生物钟的调节。皮肤抗原呈递细胞的运输存在昼夜变化。在小鼠中，急性和延迟型炎症反应都与时钟调节有关。皮肤中的许多免疫相关基因具有昼夜节律性，这表明皮肤对感染和自身免疫损伤的反应可能与时间有关。

3 总结点评

我们已经知道，自然光线变化，是诱导人体生物钟调控规律的最重要的“开关”。然而过去30年，由于城市化发展、智能手机、移动互联网普及，在我们生活品质得到提升的同时，也带来了无处不在的光污染和电子产品的蓝光辐射，进而干扰了人体褪黑素的正常分泌，从而严重影响了我们的睡眠。根据丁香医生发布的《2021国民健康洞察报告》，73%的受访者都存在睡眠障碍，而具有睡前看手机习惯的受访者，高达83%。

虽然生物钟基因对于皮肤生理调控的完整机制依然不够清晰。但是通过已知的研究成果，我们已经知道，皮肤的许多生理功能都存在昼夜节律。在女性中评估的各种参数，如血流量、氨基酸含量和经皮皮肤失水（TEWL）在夜间最高。皮脂测定法评估的额头皮脂生成在中午左右达到峰值。夜间皮肤的pH值较低，白天较高。清晨面部的皮肤温度较高，皮肤血流量和皮肤屏障呈现昼夜节律和超昼夜节律，白天早期皮肤血流量较低，下午晚些时候和傍晚达到峰值。

身体好时容光焕发，身体不好时面色蜡黄，皮肤状态是身体健康的一面镜子，皮肤状态是我们生理健康和心理健康的一种外在表现。所谓皮肤的生物钟，并不是我们可以随心所欲控制的，而是是人体的内在整体的昼夜节律的一部分。因此皮肤护理不仅仅清洁和防晒，不仅仅是早C晚A的护肤品选择，而更重要的是作息规律的健康生活方式。

美国科学家Zoe Diana Draelos博士在她绘制的护肤金字塔中指出：皮肤护理最基础最重要的工作是预防和防护，其中包括睡眠保证、情绪健康、均衡饮食、合理运动、不吸烟不喝酒、防晒和防空气污染等等。

长时间作息不规律和的睡眠缺乏，会导致皮肤弹性下降、脸部纹路明显、皮肤干燥、眼睑下垂、头发皮肤色素脱失等症状明显增加。因此注重作息规律，改善睡眠质量，可能是延缓皮肤衰老最重要的预防措施之一，值得进一步研究与探讨。

来源：荣格-《国际个人护理品生产商情》


原创声明：
本站所有原创内容未经允许，禁止任何网站、微信公众号等平台等机构转载、摘抄，否则荣格工业传媒保留追责权利。任何此前未经允许，已经转载本站原创文章的平台，请立即删除相关文章。