老化皮膚的膠原與彈性組織變化研究

[摘要]目的：探討光曝露情況及年齡因素對皮膚中彈性組織、Ⅰ/Ⅲ型膠原及基底膜Ⅳ型膠原的影響，進而探索皺紋形成的組織學原因。方法：對80例取自不同年齡志愿者的曝光部位(眶周/前額、面頰)及非曝光部位(腹部/臀部)的皮膚組織進行HE染色、weigert染色、苦味酸天狼猩紅染色及免疫組化處理，采用顯微形態觀察和半定量分析。結果：各部位皮膚基底膜內Ⅳ型膠原的含量無差異；隨著曝光時間增加，前額/眶周皮膚中Ⅰ型膠原減少率最大，彈性變性物質增加率最大。結論：前額/眶周皮膚的膠原顯著減少和彈性變性物質明顯增生，是該部位皮膚皺紋早發的重要原因。

[關鍵詞]光老化；皺紋；膠原；彈性組織

[中圖分類號]Q591.2 [文獻標識碼]A [文章編號]1008－6455(2007)06－0727－04

皮膚老化按其成因分為內源性和外源性。內源性皮膚老化主要是指隨著年齡增長而出現的全身皮膚松弛和皮紋加深，是不可避免的。外源性皮膚老化主要是指光老化，即紫外線反復照射造成曝光部位的皮膚出現粗糙、干燥、皺紋深大等現象，是可以預防和避免的。老化皮膚影響容貌，功能受損，甚至對心理和自信構成陰影。其中，皺紋是老化最明顯的外在表現，因此預防和延緩皺紋形成日益成為皮膚醫學美容學關注的熱點。

真皮組織學改變是皮膚外在特征的物質基礎。本研究對比曝光和非曝光部位皮膚，探索皺紋早發的皮膚(前額和眶周皮膚)、皺紋晚發的皮膚(面頰皮膚)及非曝光皮膚(腹部和臀部皮膚)內膠原和彈性組織的差異。

1 材料和方法

1．1 標本來源及制備：正常皮膚標本共80例(男女不限，年齡為18～87歲)。清潔取材，10％甲醛液浸泡固定，石蠟包埋。

1．2 標本分組：①根據皮膚部位是否曝光及皺紋容易發生的時間分為：皺紋早發的曝光皮膚(包括眼周皮膚18例和前額皮膚14例)；皺紋晚發的曝光皮膚(面頰皮膚17例)；非曝光皮膚(包括腹部皮膚28例和臀部皮膚3例)；②根據年齡分為：青年組(18～39歲)皮膚48例；中年組(40～59歲)皮膚18例；老年組(60～87歲)皮膚14例。

1．3 主要試劑：鼠抗人CollagenⅣ抗體(武漢博士德BM0025)；SP－9002生物素標記山羊抗小鼠IgG(北京中杉)；Weigert氏液(間苯二酚一堿性品紅液)(標準配制)；苦味酸天狼猩紅染液(標準配制)。

1．4 主要操作步驟

1．4．1 常規HF染色，OlympusAX80顯微圖像攝取儀采圖。

1．4．2 免疫組化SAB法染色，Leitz labor Lux12POLS顯微圖像攝取儀采圖。問質和細胞漿出現棕黃或深棕色染色者為陽性結果。

1．4．3 苦味酸天狼猩紅－偏振光法(Picrosirius－Polarization，PSP)：切片脫蠟脫水置于0.1％苦味酸天狼猩紅染液染色；碘酸鈉半氧化蘇木素復染；脫水、透明、封片后置于偏振光顯微鏡下觀察。亮黃，橙或紅色粗狀纖維為Ⅰ型膠原纖維。細長的綠色纖維為Ⅲ型膠原纖維。

1．4．4． Weigert彈性組織染色，Leitz labor Lux12POLS顯微圖像攝取儀采圖，藍黑色為陽性結果。

1．5 圖像分析

1．5．1 免疫組化分析：每張組織切片上隨機選擇3個基底膜視野，每個視野攝片l幅，每張切片共攝片3幅。Mediacy Image－ProPlus 4.5專業圖像分析軟件半定量每張攝片內Ⅳ型膠原的含量，每張切片結果取其均值。積分光密度(Integral OpticDensity，IOD)越大，陽性表達越多。

1．5．2 彈性纖維分析方法同上，半定量分析彈性組織的含量及其IOD的改變。

1．5．3 苦味酸天狼猩紅染色分析方法同上，半定量分析Ⅰ型和Ⅲ型膠原含量。

1．6 統計學處理：應用SPSS11.0統計軟件，進行多組間單因素方差分(one－Way ANOVA)和兩兩組間的q檢驗。各年齡組間差異和各部位組間差異用非配對t檢驗。

2 定量分析結果

2．1 皮膚基底膜內Ⅳ型膠原含量：不同部位基底膜內Ⅳ型膠原含量相近，差異無顯著性(P＞0.05)。不同年齡皮膚基底膜內Ⅳ型膠原含量相近，差異無顯著性(P＞0.05)。

2．2 膠原纖維

2．2．1 Ⅰ型膠原含量(見圖1.1～1.9)。

2．2．1．1 各部位皮膚的Ⅰ型膠原含量均隨年齡增加而遞減(P＜0.01)。與青年組相比(見圖1.1～1.3)，老年組前額/眶周皮膚的膠原減少15.87％，面頰部位減少13.54％，(見圖1.4～1.6)，腹/臀部位減少了9.58％(見圖1.7～1.9)。

2．2．1．2 各年齡組的前額/眶周皮膚的Ⅰ型膠原含量均最少(見圖1.1，1.4，1.7)，腹/臀皮膚的含量最多(P＜0.01)(見圖1.3，1.6，1.9)。青年組，前額/眶周皮膚比腹/臀皮膚的Ⅰ型膠原含量減少10.44％；中年組減少12.02％；老年組減少16.67％(見表1)。

2．2．2 Ⅲ型膠原含量：全部與I型膠原相反(見表1)。

2．3 彈性組織含量(見圖2.1～2.9)

2．3．1 前額/眶周皮膚(皺紋早發的曝光部位)彈性組織的面積及101)均隨年齡增加而增加(p＜0.01)(見圖2.1，2.4，2.7)。面頰皮膚(皺紋晚發的曝光部位)的彈性組織無明顯年齡差異(見圖2.2，2.5，2.8)。腹/臀皮膚(非曝部位)彈性組織的面積隨年齡增加而減少(P＜0.05)，IOD的改變無統計學意義(見圖2.3，2.6，2.9)。

2．3．2 在青年組，前額/眶周皮膚與腹/臀皮膚的彈性組織無明顯差異(見圖2.1～2.3)；在中年組，前額/眶周皮膚的IOD是腹/臀皮膚的2.38倍，面積值是6.21倍(見圖2.4～2.6)；在老年組，前額/眶周皮膚的IOD是腹/臀皮膚的6倍，面積值是21.45倍(見圖2.7～2.9)(見表2)。

3 討論

老化的皮膚常表現為松弛、皺褶、色素沉著等，其中皺紋是老化皮膚最顯著的特征。膠原是人體皮膚的主要結構蛋白，是皮膚充盈和承受拉力的物質基礎。彈性纖維維持皮膚收縮和順應能力。完整規則的膠原纖維和彈性纖維不僅賦予皮膚正常形態，而且保障皮膚的光滑和彈性。因此，皺紋好發的皮膚內膠原和彈性組織可能有著特殊的改變以致皺紋的形成。

臨床上皺紋多見于光曝露部位的皮膚。Fisher等試驗發現uV連續照射無毛老鼠皮膚4天即可使皮膚內Ⅰ型膠原含量降低58％，并且膠原含量的明顯下降幾乎與皺紋的形成同時發生。研究也發現光暴露的皮膚內膠原總含量比非曝光皮膚減少20％。由此可見紫外線、膠原、皺紋三者的相關性。研究發現基質金屬蛋白酶(matrix metallopro-teinases，MMPs)可以降解膠原成分，其中以MMP－1最為重要。MMP－1的活性在光老化皮膚中高于內源性老化皮膚。目前認為，紫外線上調MMPs的活性，導致MMPs與其組織抑制劑(tissue inhibitor ofMMP－1，TIMP－1)，引起膠原的合成與降解失調，是光老化皮膚內膠原含量減少的最主要原因。本研究結果證實紫外線和內在老化均可下調Ⅰ型膠原，并且兩者同時存在時膠原減少的程度明顯變大。隨著曝光時間增加，前額/眶周皮膚的膠原減少率高于面頰部位，由于膠原減少的程度相對更大，皮膚失去支撐結構而容易松弛，故而皺紋相對較早出現。因此避免或減少日曬對于維持膠原充足和保持皮膚充盈很必要。

基底膜連接表皮與真皮，是保持皮膚平整與屏障功能的物質成分。Ⅳ型膠原是皮膚基底膜的重要組成。雖然研究發現UVB照射可以加速明膠酶對Ⅳ型膠原的降解。但是本研究數據顯示皮膚基底膜內Ⅳ型膠原的含量在不同部位及不同年齡組之間沒有顯著性差異。這一結果與Boorsma等人的研究結果一致。

真皮中的彈性組織主要分為真皮淺層內與皮膚表面平行的橫向彈性纖維，和垂直于表皮真皮連接界面的錨纖維。前者維持膠原纖維束的波動，賦予皮膚收縮性。后者維持表皮與真皮的穩定連接，保持皮膚表面平整。

紫外線作用下彈性蛋白酶的活性增加，導致彈性纖維破壞，同時成纖維細胞受損，產生大量異常彈性蛋白，因此彈性組織出現增生和變性。本研究發現，與面頰皮膚相比，隨著曝光時間增加，前額/眶周皮膚的彈性組織不僅含量和密度增加更多，而且形態學改變更顯著。顯微鏡下該部位皮膚的彈性纖維異常粗大、密集和扭曲，即彈性變性物質口]，而錨纖維幾乎消失。此大量聚集的彈性變性物質不僅導致皮膚增厚變硬，容易形成并加深皺褶，而且使得皺褶難以平復。同時，明顯減少的錨纖維導致表皮和真皮的連接功能減退，表皮不穩定。因此前額/眶周皮膚相對更容易形成皺紋。