
大家周四好,欢迎来到本期基因宝的「专家说」。
本期由来自北京朝阳医院放射科的副主任医师孙佳医生,来和大家聊聊太阳、皮肤与基因之间的奇妙联系。

太阳聚变向外释放巨大能量,地球上的植物光合、动物食物均来自太阳的给予,甚至于万米的海洋深处,浮游生物的能量依然来自阳光和鲸落的传递,阳光作为万物的能量之源,为何人类独要躲避?
人类最大的器官就是位于人体最表面的皮肤。皮肤为人类提供保护、排汗、感觉等服务,同时使体内各种组织和器官免受物理性、机械性、化学性和病原微生物的侵袭。
皮肤这堵城墙由外向内共由三层组成:表皮、真皮和皮下组织。阳光为人类提供能量的同时,也可以攻击、破坏我们的城墙,造成人体最外层的防御漏洞。

难道这样就要防止阳光照射吗?
太阳聚变向外释放的众多辐射中,能够到达地球表面,并对人类皮肤城墙构成攻击的最主要武器是UVA和UVB,即长波紫外线和中波紫外线(波长分别约为320-400nm和280-320nm),分别占到达地球紫外线总量的95%和5%。
短波紫外线UVC(波长小于280nm)则由于在到达地球的过程中基本会全部被地球大气层中的臭氧层吸收或散射掉,所以无法对人类皮肤城墙构成威胁。
抵达地球表面的UVA和UVB是如何攻击人类皮肤城墙的?
紫外线的波长越长,其穿透性就越强,但能量越低,UVA可以穿透皮肤表皮层到达真皮层,而UVB则只能抵达表皮层。

进入真皮层的UVA →激活成纤维细胞→氧化应激水平上调,释放活性氧(ROS)→释放基质金属蛋白酶(MMPs)→催化胶原蛋白和弹性蛋白的降解。
真皮层防护城墙的支撑结构遭到瓦解,从此城墙不同程度塌陷,皮肤变得松弛,皱纹出现。同时大量活性氧的产生,破坏活性氧的代谢平衡,使活性氧堆积,导致细胞凋亡,即城墙的砖瓦不断减少,表现为皮肤衰老。

研究发现,皮肤抵抗由阳光导致的衰老能力与基因有关。例如,Le Clerc S等人曾对来自法国的502位中年女性进行了皮肤光老化的全基因组关联研究(GWAS),结果在STXBP5L基因上发现了一个与皮肤光老化严重程度相关的基因多态性位点:rs322458。
当该位点基因型为TT型时,光老化的程度要轻于其他基因型。此外,拥有该基因型的人其皱纹和皮肤下垂的程度也较轻,说明遗传因素在由光照导致的皮肤光老化等过程中起着重要作用。

截图来自基因宝App
另外,抵达皮肤表皮层的UVB →释放活性氧(ROS)→释放细胞因子→进入真皮层→成纤维细胞→……→胶原蛋白和弹性蛋白的降解。虽然UVB无法直接抵达真皮层,但通过通信员细胞因子的传递,同样指令抵达真皮层,引起与UVA相同的损伤。
同时,由于UVB波长较短,但能量较高,使表皮增生,表皮角质层增厚,炎症反应加剧,使皮肤出现红斑,同时产生新的黑色素。人体皮肤黑色素较多的话,皮肤就容易变黑。研究发现,人体抗晒黑能力与基因有关。
例如,Eaton K等人曾对居住在加拿大的419名中国、韩国、日本等东亚裔样本进行了抗晒黑能力的研究,结果在OCA2基因上发现了两个多态性点:rs1800414、rs74653330。当这两个位点分别携带有等位基因C、T时,会损害OCA2蛋白的功能,造成细胞合成黑色素能力的下降,从而表现为不易晒黑,相应的则容易晒伤。

截图来自基因宝App
由于UVB由于能量较高,除了可以引起上述改变外,还可以诱导DNA基因突变,如果DNA损伤不能及时修复而不断积累,就会使染色体变异,细胞癌变恶化,最终导致皮肤癌,皮肤城墙彻底垮塌。
那么,人体一点都不能接受UVA和UVB吗?
人类这么脆弱的生物能够在宇宙中生存下来一定有自己的安身立命的本事,人类进化出的修复机制可以帮助自身完美的规避诸多伤害。
仅以上述皮肤损伤为例,我们可以看出成纤维细胞的增生激活是人类表皮及真皮受到攻击的关键环节,但过多的成纤维细胞会激活人体的“自噬”过程来反过来降解成纤维细胞,适当的自噬水平是对细胞具有保护作用的。
小剂量的UVA照射,细胞可以启动DNA修复和自噬等保护机制,避免细胞走向死亡。
抵达地球的紫外线中,UVA又占据了绝大多数,能量较高的UVB仅占紫外线的5%,故适当的阳光照射会对人体产生有益的效果。同时人体很多器官和机能的运转也需要阳光的参与,例如大家都非常熟悉的阳光+维生素D才能合成人体所需的钙质。
甚至,大家可能意想不到的是,紫外线,特别是UVA和UVB,是银屑病、白癜风、皮肤淋巴瘤、特应性皮炎等许多皮肤病的重要治疗方法之一。
既然这样,那到底人体接受多少UVA和UVB才最合适?才能够有益无害,为人体正常机能提供能量的同时又不会摧毁自身的DNA修复系统,甚至不会影响到人类这个高级物种的美丽外观,恰到好处的为人体服务?
没人知道。
不同的人种、不同的性别、不同的年龄都会有对紫外线不同的耐受阈值。但落实到每一个个体,答案其实早就在你出生时便被编辑入你的基因,也许只有你的基因才可以回答你对紫外线的耐受是强还是弱,是否容易导致皮肤红肿、变黑、老化甚至癌变等。
因为只有你的基因才决定着你接受多少紫外线照射时会开始释放过量的ROS,会激活多少成纤维细胞,最终影响多少蛋白的表达。这也是为什么生活中同样的照射下有些人比较容易晒黑,而有些人却依然肤白粉嫩,同样的吸烟,有些人活到99,有些人却被呼吸疾病缠身的重要原因之一。

基因,掌握并影响着人体里的一切秘密,你知道的,不知道的,它都在那里,等着人类去理解、去认识,而人类,相对于美妆护肤,却对自身的基因知之甚少。
万物生长靠太阳,人类为何谈晒色变?或许因为唯独人类脆弱、爱美又无知。
脆弱的肉身是进化百万年的结果,无能为力;爱美的本性是人类进步的动力,不想改变;那么如何才可以使自己不那么无知?也许可以先从了解自己的基因开始,开启人类个体化“防”晒的时代。
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