一定要让皮肤睡觉，《Nature》揭秘：日晒、熬夜让皮肤变老的真相

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长期日晒、熬夜会导致胶原流失，皮肤状态差。好像已经是常识了。

如果没有防晒，那么补充胶原蛋白肽，能不能修复熬夜带来的皮肤损伤呢？

没有熬夜，没有晒，要不要补充胶原蛋白肽呢？

今天这篇文章，我们就日晒、熬夜与胶原蛋白的联系做更深入的探讨，揭秘皮肤老化背后的另一层真相。

为什么光老化导致胶原蛋白流失？

胶原蛋白和弹性蛋白是哺乳动物结缔组织中的结构蛋白质，起到类似植物细胞壁的作用，分别赋予了组织机械强度与弹性。

同时，胶原蛋白流失也是皮肤老化的重要标志物。

随着年龄增加，以及紫外光照、外伤、机械应力等环境因素的作用，胶原蛋白会逐渐流失，使皮肤失去原本的性状。

我们将由年龄增加带来的内源性老化称为自然老化，将紫外光照射等环境因素带来的外源性老化称为光老化。

本文中我们主要介绍后者。

→为什么会发生光老化？

一项来自韩国的研究，详细阐述了不同年龄段、不同紫外光照条件下的皮肤情况：

该研究分别使用新生婴儿皮肤、老年人额部皮肤和腹部皮肤进行成纤维细胞系的体外培养（额部长期暴露在阳光下，而腹部则几乎没有光老化）。

结果如图所示，在含有1%胎牛血清（FCS）的胶原凝胶和单层培养物中，与新生儿成纤维细胞相比，老年人腹部和额部的成纤维细胞合成的胶原蛋白百分比显著降低。

在含有1% FCS的胶原凝胶和单层培养物中，与来自相同老年个体的腹部皮肤成纤维细胞相比，从额部皮肤中培养的成纤维细胞合成胶原蛋白的相对水平显著增加。

因此，我们可以得出两条结论：

1、个体年龄老化，会导致皮肤胶原蛋白合成水平下降，这可能导致皮肤衰老。

2、长期日光照射，会导致皮肤胶原蛋白合成水平增加，也可能导致皮肤衰老。

这似乎是一个矛盾的结论——我们都知道胶原蛋白的缺乏会导致皮肤受损，补充胶原蛋白对皮肤有好处。

可实验结果却说，导致皮肤衰老的紫外光照增加了胶原蛋白，这究竟是怎么回事？

接下来的这篇研究，或许能解释这个问题。

→紫外线，加速胶原蛋白分解

这篇论文以探究光老化皮肤的组织化学变化为目的，直接对人体皮肤进行了活检。

相较于体外培养实验，对体内组织活检往往更具说服力：

研究人员检查了受日晒损伤的人体皮肤中胶原蛋白的含量和分布。

结果显示：

光老化皮肤中，每毫克总蛋白含有524微克胶原蛋白；

非日晒皮肤中，每毫克总蛋白含有667微克胶原蛋白。

光老化皮肤的总胶原蛋白含量，比未晒伤皮肤少约20%。

作者猜测，这是由于紫外光照会显著增加胶原蛋白的分解速度。

这也解释了为何胶原蛋白合成增加，总量却发生了减少。

此外，该实验还揭示了皮肤光老化的另一种分子机制，即胶原蛋白结构紊乱：

研究人员对比了两种皮肤组织中胶原蛋白的分子构成，结果显示：

与未暴露于阳光下的皮肤相比，晒伤皮肤中Ⅲ型胶原蛋白的完整N端前肽部分的含量减少了40%。

→核心原理：紫外线导致N端前肽减少

要弄清楚这个问题，就要从胶原蛋白是如何合成的说起：

如下图所示，单体胶原蛋白，也叫原胶原，是由三条多肽链（α链）相互折叠构成。

众多原胶原通过其上的半胱氨酸残基相互连接，组成了结构整齐的胶原蛋白纤维。

（上图：胶原蛋白结构↑）

在细胞内新生的α链上，不只有胶原蛋白的结构序列，在它的两端还分别存在一段起辅助作用的功能序列，称为C（羧基）端前肽和N（氨基）端前肽。

（上图：胶原蛋白合成过程↑）

C端前肽负责将三条α链相互交联，N端前肽则负责其螺旋结构的形成。

当它们完成各自的工作后，就会被水解酶切除并进入血液循环，最终被肝脏代谢。

因此，它们在血液中的浓度也反映了胶原蛋白的合成情况。

在临床医学中，血液N端前肽与C端前肽的浓度异常被认为是许多疾病检查的重要指标。

N端前肽受损，α链就不能正常扭曲形成结构功能完备的螺旋形原胶原，而这些“不合格”的原胶原构筑的胶原纤维，也必然存在缺陷。

这意味着，即使胶原蛋白的含量充足，也有可能因为其“品质”上的差异，导致皮肤功能异常。

熬夜是如何让胶原蛋白流失的？

熬夜之后，你会发现皮肤状态下滑很严重。

上文中提到过，胶原蛋白C端前肽与N端前肽在血液中的浓度可以一定程度上反映胶原蛋白的合成情况。

一些研究表明，这两种肽的血液浓度在许多哺乳动物体内呈现出昼夜节律。

Ledger等人选取了10名年轻女性和10名中年以上的妇女，每间隔4小时对其进行一次尿液I型胶原N端前肽（NTX）浓度测定。

（上图：NTX浓度-时间图像，A图为年轻组，B图为中年组↑）

如图所示，NTX浓度展现出明显的昼夜节律。

但要注意的是，N端前肽从进入血液再到尿液排出需要一定时间，因此NTX浓度变化相对于胶原蛋白合成变化可能具有滞后性。

Hassager等人[4]选取了12名年轻女性，每间隔3小时对其进行一次血清I型胶原C端前肽（PICP）浓度测定。

（上图：PICP浓度-时间拟合曲线↑）

结果PICP浓度（P＝0.003）展现有显著意义的昼夜节律，夜间值比下午高出近20％。

这说明，人体胶原蛋白的合成与分解也存在昼夜节律。

Pedersen等人，对健康志愿者与骨质减少者（与骨骼中胶原流失有关）进行每隔3小时一次的血液检测，发现两者的PICP虽然都存在昼夜节律，但有明显的差异（P＜0.008）：

（上图：PICP浓度-时间的95%可信区图像，B为健康组，C为骨质减少组↑）

图为基于余弦分析法的可信区图像，此方法常用于对生命活动时间节律的分析。向量末端相位代表峰值时间，向量长度代表变化幅度（振幅）。

如图所示，PICP浓度曲线的振幅在骨质减少组比健康组高约两倍，最高峰值出现时间较健康组延后约3小时。

如果将两组图像转换为余弦函数图像并积分，就会明显看出，患者组的胶原合成量远大于健康组。

由于胶原流失是骨质流失与皮肤老化的共同特征，这侧面验证了上文描述光老化皮肤的猜想——胶原蛋白大量受损分解，组织为了弥补胶原不足而加速了合成，但总量依然呈现减少。

同时，峰值的滞后也表明组织合成功能受损，胶原补充不够及时。

→破坏昼夜节律，直接影响胶原蛋白

2020年，曼彻斯特大学的研究团队在《Nature》子刊发表了一篇与生物钟现象相关的论文，旨在阐述胶原蛋白代谢与昼夜节律之间更深层的关联。

该实验并没有使用血检，而是直接观察了胶原蛋白纤维的变化。

研究人员通过电子显微镜观察了小鼠跟腱中三种胶原蛋白纤维——D1、D2和D3。他们发现胶原纤维含量与光照的发生有关：

（上图：三种胶原纤维随时间变化曲线↑）

直径较小的D1和D2在白天光照开始后7小时左右达到顶峰，在黑暗环境下数量慢慢减少，4小时后达到低谷；而直径最大的D3则恰好与之相反，用于降解胶原蛋白的组织蛋白酶K（CTSK）也呈现出类似的昼夜节律性表达，表明三种胶原纤维之间存在着合成和降解的动态关系。

进一步研究发现，胶原蛋白合成过程中的四种调节蛋白SEC61、TANGO1、PDE4D和VPS33B，会在光照刺激下，按时间顺序依次表达。

胶原蛋白的合成与转运过程均受到它们的调控，也随之呈现出昼夜节律性。

为验证昼夜节律混乱对胶原的影响，研究人员在部分小鼠体内敲除了这些控制蛋白相对应的基因，以模拟昼夜节律混乱的小鼠模型，培养一段时间后，观察它们的胶原蛋白性状。

（上图：对成纤维细胞和周围胶原蛋白进行染色观察，基因敲除小鼠的胶原蛋白分布混乱↑）

结果显示，与野生型小鼠相比，被敲除基因小鼠的肌腱虽然总胶原蛋白含量没有显著性差异，但胶原蛋白结构混乱，弹性变小，承载的应力负荷更大。

目前尚未对人体胶原蛋白进行类似实验，但人类的胶原蛋白与小鼠同样具有昼夜节律性已经是被公认的事实。

因此，从理论上讲，熬夜造成昼夜节律的混乱，也会对我们的胶原蛋白造成伤害。

相较小鼠而言，人体的自我调节能力、应对不利环境的能力更强，不会像实验中的小鼠那样短时间出现显著变化，但我们仍然要警惕长期昼夜节律混乱对皮肤造成的损害，极有可能是不可逆的。

关键的瘦龙说

皮肤的衰老不仅与年龄相关，与长期日晒、熬夜造成的胶原结构紊乱有关。

这篇文章剖析了胶原蛋白和熬夜，日晒背后的关系，解释了一些底层逻辑。

补充胶原蛋白肽对皮肤有帮助，帮助合成胶原蛋白。

但是只是补充胶原蛋白肽，还不够，我们需要补充足够的维生素C，合成胶原蛋白，还需足够的睡眠。

胶原蛋白的合成与分解具有昼夜节律，保障良好的睡眠习惯有助于胶原的正常更新。

如果你经常熬夜，日晒，需要更多的胶原蛋白和维生素C。