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紫外线红斑形成的体液机制研究进展

2022-07-29
来源:求医网
红斑形成是紫外线(UV)一个重要的生物学效应,UV局部照射法的各种治疗效应均在红斑形成的基础上产生。UV三个波段(UVA、UVB、UVC)均有红斑效应。红斑形成均有一定的潜伏期,界限较清楚,临床上表现为红、肿、热、痛,其实质为一种无菌性炎症反应。目前已认识到多种因素可影响UV红斑反应。红斑形成的机制极其复杂,对其研究已百年余,其间进行了大量的研究工作,结果提示UV红斑的形成涉及体液、神经、血管等多种机制.本文就其中体液机制的进展简要综述如下。

一、组胺〔1~4〕

已知组胺与UV红斑具有相关性。应用荷兰猪及大鼠的实验均表明,UV辐射区皮肤局部应用组胺拮抗剂可抑制UV红斑形成;在人类,UVB照射后4小时肥大细胞即开始脱颗粒,释放组胺,红斑区皮肤抽吸水疱液中组胺浓度明显增高,其峰值期位于红斑最强期之前,二者有部分重叠。

组胺由组氨酸脱羧酶使组氨酸脱羧基而形成。组胺致红斑形成的作用机制一是因其本身就是一种致炎症介质,另外,可能通过促进辐射区皮肤细胞前列腺素的合成而间接地发挥作用。

目前已证明,UV对前列腺素的效应可能与其促进组胺合成释放有关。应用皮肤外植体(skin

explants)进行的实验表明,UV增加前列腺素合成的效应可被局部应用组胺拮抗剂所抑制.推理可能是UV影响了组胺1型受体,因brompheniramine或者pyrilamine(组胺1型受体拮抗剂)可抑制红斑形成,而cimetidine(组胺2型受体拮抗剂)在相同的条件下并无抑制效应。

据上述UV红斑形成一是通过增加辐射区皮肤组织内组胺之绝对含量,另外也可能通过其光化学效应影响皮肤细胞膜上组胺受体的空间构型,增加成纤维细胞、胶原细胞等对组胺剌激之敏感性和最大反应性(即在组胺绝对含量不增加的条件下)。

实验表明辐射区皮肤局部无论单独应用组胺拮抗剂,或联用前列腺素拮抗剂,均不能完全抑制UV红斑的形成,提示UV红斑形成有多种机制参与。

二、前列腺素〔1~13〕

前列腺素(prostaglandin,PG)是由膜磷脂上脱下的游离脂肪酸经环加氧酶催化反应而成,具有多种形式如PGE2、PGD2、PGF2a、PGI2等,均属二十碳脂肪酸类炎性介质。

动物和人的实验均证明,UVA或UVB红斑量1次照射后,其辐射区皮肤抽吸水疱液中PGE2

pGD2、PGF2a、PGI2均显著升高;并呈UV剂量依赖性.这些介质浓度变化与UV红斑形成均有基本相吻合的时间规律;辐射区皮肤表面局部应用或皮内注射抑制其合成药物如aspirin、indomethacin等均可一定程度地抑制UV红斑,提示PG类介质在UV红斑形成中的作用。

从PG类介质的角度来看,UV红斑形成可能是UV对皮肤多种细胞效应之总和。目前已认识到,皮肤组织内不同类型PG有不同的细胞来源,PGE2、PGF2a主要来源于胶原细胞和成纤维细胞;PGD2主要来源于肥大细胞,PGI2可能来源于血管内皮细胞。细胞水平的实验也进一步证明,UV照射可促进这些细胞的PG的合成,提示这些皮肤细胞可能均参与UV红斑形成机制。有关UV照射促进皮肤细胞合成前列腺素的机制有多种。①磷酯酶A2(cPLA2)机制:已知游离花生四烯酸从膜磷脂上释放在PG合成过程中起限速作用。辐射区局部应用methyl arachidonate fluorophosphate(cPLA2抑制剂),可明显抑制UV照射后〔3H〕花生四烯酸的释放,提示UV光量子可能激活磷酯酶

a2,促进膜磷脂中的酯键的水解,从而促进游离花生四烯酸从膜磷脂中释放。关于UV光量子如何激活细胞膜中cPLA2活性问题,目前认为其途径有二:一者认为可能是通过细胞信号转导,即通过受体-酪氨酸蛋白激酶途径。认为UV光量子首先激活酪氨酸激酶,该酶可使上皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)受体中酪氨酸磷酸化,从而激活该受体,活化的EGF受体与其配体相结合后,导致磷酯酶A2被磷酸化。有实验表明,于UV照射前在表皮细胞培养液中加入genistein或tyrphostin-23(酪氨酸激酶抑制剂)均可阻止UVB导致的PGE2升高。UV是否同时也可通过其它信号转导途径,如蛋白激酶C途径、三磷酸肌醇、钙离子-钙调蛋白激酶途径、cAMP-蛋白激酶A途径,其研究工作不多,且实验结果尚缺乏一致性。其二是自由基-脂质过氧化途径,即UV光量子引起皮肤组织内形成多种自由基,这些自由基继而引起一系列连锁反应,致使生物膜上磷脂发生过氧化反应,从而激活磷脂酶A2的活性。②缓激肽机制:有实验表明,UVB照射后细胞培养液中缓激肽含量并未增加(即缓激肽与细胞表面受体相结合并未增加)的情况下,UV照射仍可使成纤维细胞、胶原细胞合成PG类介质增加,由此学者们推测UV照射增加PG类介质的合成可能与UV光量子可使这些细胞对缓激肽的敏感性和最大反应性增加有关。③组胺(histamine)机制(详见上述)。

PG参与UV红斑形成的作用是肯定的,但并非其中的唯一介质。UV辐射区皮肤局部应用PG抑制剂,无论其局部用药量怎样之大,也不能完全抑制UV红斑形成;此外,对持续24小时以上的红斑,局部应用indomethacin却并不能加以抑制,提示在UV红斑形成机制中尚有其他介质机制参与。

三、自由基〔5,14~20〕

自由基(free radical)或称游离基是具有未配对价电子(即外层轨道中具有奇数电子)的原子、原子团或分子。已认识到在生物体内很多生理、病理现象均有自由基的参与。组织细胞在正常生理代谢过程中即有自由基的生成,但因其生成量较少而被细胞内自由基清除机制即时清除。在UV光化学效应作用下,皮肤组织内水分子、含半胱氨酸蛋白发生光分解以及UV光量子诱导的酶/底物反应过程中均可产生自由基。红斑量UV照射1次所促成的自由基的生成量,超过清除机制的清除极限时,从而发生自由基的积聚,这些自由基主要为氧自由基,如超氧化物阴离子自由基(O(-)/(·)2)、羟基自由基(OH(-)/(·))等。

氧自由基参与UV红斑形成是可能的。皮内注射超氧化物阴离子自由基或羟基自由基均可致皮肤炎症反应,且有剂量-依赖性。局部应用Dimethylthiourea(羟基自由基清除剂)、超氧化物岐化酶(超氧化物阴离子清除剂)均可减弱UVA或UVB红斑反应。有关自由基与UVC红斑之间关系的研究报道尚少。

氧自由基的红斑形成机制在于,自由基通过促使膜脂质过氧化而激活cPLA2和环加氧酶的活性,促进前列腺素类介质的合成代谢;超氧化物阴离子自由基可作用于血液中前趋化因子,使之转变为趋化因子;羟基自由基可使溶酶体膜发生脂质过氧化而破裂,从而释放出其中蛋白水解酶,后者可引起组织损伤。表明UV促进脂质过氧化的证据是,UV辐射区皮肤组织内的自然抗氧化剂如辅酶Q和维生素E均被清除。

四、一氧化氮〔21~25〕

80年代末内源性一氧化氮的发现,为生物学研究打开了一个崭新的局面。现已证明哺乳动物体内许多组织细胞均能合成一氧化氮。一氧化氮合成酶(NOS)催化L-精氨酸合成NO。NOS有两种亚型:诱导型NOS(inducible NOS,iNOS)和结构型NOS(cnostitutive nOS,cNOS)。

内源性NO具有直接扩张血管作用。放免测定表明,UVB照射可增加培养中胶原细胞、血管内皮和平滑肌细胞的NO合成,且呈UV剂量依赖性;免疫组化证明,红斑量UVB照射后大鼠皮肤红斑区内呈NOS阳性的降钙素基因相关肽神经纤维明显增多。大鼠在体实验也已证明,局部应用L-NAME或L-NMMA(NOS抑制剂)可抑制UVB红斑区皮肤血流量之增加效应,提示在UVB红斑形成机制中有NO的参与。

Warren等〔6〕进一步证明,UVB可能是促进了iNOS的诱导,而对cNOS却并无影响。因为

canavanine(iNOS抑制剂)可明显抑制紫外线辐射区皮肤血流量的增加。目前认为紫外线光量子诱导iNOS,可能与其增加辐射区皮肤组织细胞白细胞介素-1和肿瘤坏死因子a的合成释放有关。NO是否参与UVA和UVC的红斑形成?目前尚未见报道。

总括上述,可见UV的红斑形成包括多种介质机制,而这些介质机制并非相互独立,而是相互并存、相互协同的。但这方面的工作仍有未明之处,如①在UV红斑形成过程中不同介质之间的相互关系;②UV对介质影响的机制等等,还有待深入研究.同时随着研究水平的不断深入,无疑将会了解更多更复杂的体液机制,并发现其他有待探讨的问题。

参 考 文 献

1 Gilchrest BA, soter NA, Stoff JS, et al.The human sunburn reaction: histologic and biochemical studies.

am J Acad Dermatol, 1981,5:411-422.

2 Hawk JLM,Biack AK, Jaenicke KF,et al. Increased concentrations of arachidonic acid, prostaglandins

e2, D2,and 6-oxo-F1a, and histamine in human skin following UVA irradiation.J Invest Dermatol,

1983,80:496-499.

3 Valtonen EJ,Janne J, Siimes M.The effect of the erythemal reaction caused by ultraviolet irradiation on