《Journal》紫外線(xiàn)輻射如何改變?nèi)梭w皮膚的微觀(guān)結(jié)構(gòu)

大家都知道，曬傷后的皮膚會(huì)變硬，一方面是皮膚過(guò)度敏感，另一個(gè)就是紫外線(xiàn)破壞了皮膚屏障，而除此之外，還有一些連科學(xué)家都解釋不清楚的原因。

賓厄姆頓大學(xué)的研究人員最近在《Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials》上發(fā)表了一項(xiàng)研究，探討了紫外線(xiàn)輻射如何改變?nèi)梭w皮膚的微觀(guān)結(jié)構(gòu)。受影響最嚴(yán)重的是膠原蛋白，這種纖維蛋白將我們?nèi)淼慕M織、肌腱、軟骨和骨骼結(jié)合在一起。

賓厄姆頓大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程副教授Guy German說(shuō):“我們不想把恐懼因素放在這里，說(shuō)‘不要出去曬太陽(yáng)’。但長(zhǎng)時(shí)間暴露在紫外線(xiàn)下會(huì)使皮膚變硬，也會(huì)導(dǎo)致更高的致癌風(fēng)險(xiǎn)。"

Thomas J. Watson工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系的博士生Abraham Ittycheri、Zachary Lipsky、21屆博士和助理教授Tracy Hookway領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。

這項(xiàng)新研究建立在德國(guó)和利普斯基之前的研究基礎(chǔ)上，他們的研究重點(diǎn)是角質(zhì)層，也就是皮膚的頂層。這一次，賓厄姆頓團(tuán)隊(duì)比較了不同程度紫外線(xiàn)照射前后的全層皮膚樣本。

“表征皮膚材料特性的一種方法是對(duì)其進(jìn)行機(jī)械拉伸測(cè)試，"Ittycheri說(shuō)。“如果它很容易拉伸，它就相對(duì)柔順，但如果它很難拉伸，你可以把它描述為更硬。我的實(shí)驗(yàn)是為了看看紫外線(xiàn)的孤立影響是什么，并將其與皮膚不暴露在紫外線(xiàn)下的情況進(jìn)行比較。"

研究人員發(fā)現(xiàn)，隨著皮膚吸收更多的紫外線(xiàn)輻射，其中的膠原纖維變得更緊密地聚集在一起，導(dǎo)致硬度增加，組織更難斷裂。衰老的連鎖理論，該理論提出，隨著時(shí)間的推移，不良分子鍵的積累會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞功能障礙。

今年早些時(shí)候，Hookway其對(duì)心肌細(xì)胞的研究獲得了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)職業(yè)成就獎(jiǎng)。她看到了心臟細(xì)胞和皮膚細(xì)胞處理?yè)p傷的相似之處，盡管它們的功能非常不同。

她說(shuō):“當(dāng)我們的身體受到某種傷害時(shí)，任何組織都有這種自然反應(yīng)，這種傷害很可能發(fā)生在角質(zhì)層。首先，無(wú)論哪里出現(xiàn)了某種衰弱，都必須由組織的其他部分來(lái)補(bǔ)償，否則就會(huì)出現(xiàn)災(zāi)難性的失敗。當(dāng)你有心肌梗塞時(shí)，心臟也會(huì)發(fā)生同樣的事情——你會(huì)留下一個(gè)疤痕，你的心臟將不再以同樣的方式工作。"

她補(bǔ)充說(shuō)，有時(shí)候，身體的反應(yīng)會(huì)讓你活下去，但不一定是一個(gè)好結(jié)果，可能會(huì)導(dǎo)致以后的其他醫(yī)療問(wèn)題。弄清楚這一切發(fā)生的機(jī)制可以讓未來(lái)的醫(yī)生將反應(yīng)引導(dǎo)到更健康的方向。

在這項(xiàng)研究之后，Ittycheri、German和Hookway之間的進(jìn)一步合作已經(jīng)在進(jìn)行中。我們的皮膚是人體最大的器官，也是抵御微生物和其他外界攻擊的第一道防線(xiàn)，所以保持甚至加強(qiáng)皮膚的方法顯然是有益的。

Ittycheri說(shuō):“任何對(duì)皮膚正常過(guò)程的破壞都是極其危險(xiǎn)的，對(duì)我們的整體生活方式都是有害的。這還不包括美容方面的事情，當(dāng)一個(gè)人的皮膚不好看時(shí)，他們對(duì)自己的看法就會(huì)受到挑戰(zhàn)。"

Abraham Ittycheri, Zachary W. Lipsky, Tracy A. Hookway, Guy K. German. Ultraviolet light induces mechanical and structural changes in full thickness human skin. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 2023; 143: 105880