来源:丁香学术
盛夏酷暑,空调房成了现代人的避暑天堂。但当我们躲在 26℃ 的舒适区时,很少有人意识到 —— 高温,可能正在加速你的衰老。近年来,随着全球变暖加剧,科学家们发现了一个令人警惕的现象:温度不仅是体感舒适度的问题,更可能是一把无形的「衰老加速器」。从皮肤松弛、色素沉淀,到细胞损伤、基因表达改变,高温正以隐秘的方式推动着「热老化」的进程。
热老化概念的提出
早在 2006 年 10 月,韩国首尔国立大学研究人员在题为
Thermal aging: A new concept of skin aging的研究中就已提出「热老化」这一新概念,指出温度或是导致皮肤过早老化的重要环境因素之一。
图 1 相关研究 来源:[1]
研究发现,夏季正午阳光直射 15-20 分钟可使真皮层温度升至 40-43°C,类似炉灶等设备的辐射热也会升高皮肤温度。这种热量可能与紫外线一样加速皮肤老化。研究还比较了内在老化(表现为皮肤光滑、干燥、细皱纹)和热老化(表现为粗糙、深皱纹、色素变化)的特征及组织学差异。
其作用机制为热量通过刺激 MMP-1、MMP-3 和 MMP-12 等基质金属蛋白酶的表达,分解胶原蛋白和弹性纤维;同时调节弹性蛋白和原纤维蛋白合成,并诱导细胞因子产生和血管生成,这些机制都可能促进皮肤过早老化。
高温加速美国老年人表观遗传老化
2025 年 2 月,美国南加州大学团队在Science Advances发表的一项研究探究了室外环境高温与美国 56 岁及以上人群表观遗传衰老的关联,证实居住环境的炎热程度与人体「衰老时钟」的加速显著相关。
该研究跨越 6 年,以 3686 名人群为样本,应用多水平回归模型预测相关衰老指标,发现短期高温暴露(7 天内)可导致表观遗传年龄加速 1.07 岁,长期(6 年)生活在炎热地区的人群,衰老速度可能比同龄人快 2.48 岁。简言之,短期、中期和长期暴露于高温环境均会加速表观遗传衰老,且高温越严重、暴露时间越长,影响越明显。
图 2 室外环境热量与加速表观遗传衰老之间的关联 来源:[2]
就机制而言,高温可能通过改变 DNA 甲基化模式,影响基因表达,进而加速衰老,这一发现为理解高温与衰老相关疾病、死亡风险的关系提供了生物学依据。
高温通过 TRPV3/Ca²⁺/Hh 信号通路促进黑色素生成
温度对皮肤的影响还体现在黑色素生成方面。2023 年 5 月,iScience一项题为
Heat promotes melanogenesis by increasing the paracrine effects in keratinocytes via the TRPV3/Ca2+
/Hh signaling pathway的研究发现,健康的皮肤组织在 41°C 的环境下会出现明显的色素沉着,这源于高温通过增强角质形成细胞的旁分泌作用,促使色素细胞产生更多黑色素。
图 3 热诱导黑色素生成机制 来源:[3]
该研究表明,这一过程与 TRPV3/Ca²⁺/Hh 信号通路密切相关。高温会激活角质形成细胞中的瞬时受体电位香草酸亚型 3(TRPV3),引发钙离子内流,进而激活 Hedgehog(Hh)信号通路。Hh 信号通路的激活会增强角质形成细胞的旁分泌作用,促进黑色素生成。这一发现揭示了高温导致皮肤色素沉着的具体机制,为理解相关皮肤问题提供了新视角。
高温对 UVB 诱导的黑色素生成具有叠加效果
热应激与中波紫外线(UVB)在黑素生成过程中存在协同作用。2014 年 8 月,中国空军总医院在Archives of Dermatological Research发表题为
Additive effect of heat on the UVB-induced tyrosinase activation and melanogenesis via ERK/p38/MITF pathway in human epidermal melanocytes的研究,揭示高温和紫外线(UVB)共同作用时,会加速皮肤变黑。
图 4 相关研究 来源:[4]
具体表现为,对 III 型皮肤黑色素细胞,40°C 热应激(每日 1 小时,持续 5 天)可诱导细胞树突增多、胞体增大,并激活 ERK/p38/MITF 信号通路,但不直接促进黑色素生成;20mJ/cm²UVB 照射(持续 5 天)则能激活 JNK/p38/MITF/酪氨酸酶通路,显著促进黑色素生成,提示热应激对 UVB 诱导的黑素生成具有叠加效应。
当高温和 UVB 同时作用时,黑色素的产生比单独 UVB 照射时更多,说明高温会放大 UVB 的晒黑效果。这一研究解释了为什么夏天在户外更容易晒黑 —— 不仅是紫外线的作用,高温也在推波助澜。
温度和相对湿度对 DNA 甲基化的影响
既往研究已证实 DNA 甲基化与多种环境污染物暴露存在相关性,但对于温度和相对湿度这类天气因素的影响尚未涉及。2014 年 7 月,哈佛大学一项发表于EPIDEMIOLOGY长达 10 年的研究,为我们揭示了天气变化与老年人血液细胞中 DNA 甲基化(一种影响基因开关的化学标记)之间的关联。
图 5 相关研究 来源:[5]
该研究对 777 位老年男性的血液样本进行分析,结果显示,当 3 周平均气温上升 5℃,与炎症相关的 ICAM-1 基因甲基化水平会增加 9%(即基因活动被抑制);湿度每升高 10%,同一基因的甲基化会降低 5%。更值得注意的是,当高温与高湿结合时,对基因的影响更为明显。
图 6 天气/湿度与 ICAM -1 甲基化之间的关联 来源:[5]
这意味着高温不只是让我们出汗那么简单,还可能悄悄改变身体的「基因开关」,进而影响炎症、代谢等功能,也解释了为何极端天气下,人体更易出现健康问题。
综合来看,现有多项科学研究已证实,高温并非仅引发体感不适,更是加速机体衰老的潜在风险因素。从皮肤层面的「热老化」(胶原蛋白分解、黑色素沉积),到细胞层面的基因表达改变(DNA 甲基化加速),高温正以多种方式加速人体的衰老进程。
夏季高温频发,深入理解温度与衰老的生物学关联具有重要现实意义。从健康防护角度出发,建议通过环境温度的合理调控减少高温暴露,这不仅可降低皮肤热损伤风险,亦能减轻其对基因表观修饰的不良影响,为应对气候因素相关的衰老加速问题提供可行策略。
参考资料(上下滑动查阅):
[1] Eun Young Choi, Jennifer A. Ailshire ,Ambient outdoor heat and accelerated epigenetic aging among older adults in the US.Sci. Adv.11,eadr0616(2025).DOI:10.1126/sciadv.adr0616
[2]Zhang L, Zeng H, Jiang L, et al. Heat promotes melanogenesis by increasing the paracrine effects in keratinocytes via the TRPV3/Ca2+/Hh signaling pathway. iScience. 2023 Apr 26;26(5):106749. doi: 10.1016/j.isci.2023.106749. PMID: 37216091; PMCID: PMC10192915.
[3]Heat promotes melanogenesis by increasing the paracrine effects in keratinocytes via the TRPV3/Ca2+/Hh signaling pathway. Zhang, Lan et al. iScience, Volume 26, Issue 5, 106749
[4]Arch Dermatol Res. 2014 Aug;306(6):583-90. doi: 10.1007/s00403-014-1461-y. Epub 2014 Mar 27.
[5]Epidemiology. 2014 Jul;25(4):561-9.
doi:10.1097/EDE.0000000000000120.
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