NMN和腸道細菌發酵乳桿菌《L.fermentum TKSN041》協同作用，能消除一種叫做『自由基』的有害分子，保護皮膚免受紫外線B輻射導致的損傷。
作者: Eva Chan，北京協和醫學院，公共衛生專業碩士發表於: 2021，5月26日 | 更新於: 2022，5月23日
臭氧層可以幫助吸收太陽的紫外線，是地球的重要保護層。但是工業的快速發展導致臭氧層破壞，1979 年至 1990 年之間臭氧量下降3%之多，南極附近的臭氧總量低於地球臭氧平均值的30%，並形成了『臭氧層空洞』[1]。臭氧層破壞是全世界面臨的重要環境問題之一。隨著地球臭氧層的損耗，地球表面紫外線強度越來越強，紫外線引起皮膚損傷的概率越來越高，尤其是紫外線B輻射會引起皮膚紅斑、水腫和膠原蛋白流失，使肌膚骨骼等受損老化。它也是鱗狀細胞癌、基底細胞癌等皮膚癌的最重要致病因素[2]。皮膚是人體最大的器官，也是抵禦病原體入侵和傷害的第一道防線。防治紫外線B引起的皮膚損傷意義重大。
圖1. 重慶第二師范學院
重慶第二師范學院的趙欣團隊在《藥理學前沿》《Front Pharmacol》雜志上發表了一項研究[3]，結果發現對於接受兩周紫外線B強烈輻射的小鼠，飲用含有NMN《β-煙酰胺單核苷酸》《300mg/Kg)或者一種腸道細菌『發酵乳桿菌《L.fermentum TKSN041》』的水，可以顯著改善皮膚損傷，並且同時飲用這兩種物質的小鼠的皮膚健康狀態比單獨飲用其中一種的小鼠皮膚健康狀態更好。[1]這些發現表明，NMN和發酵乳桿菌可以協同作用抵抗紫外線B的損害，可能是一種改善皮膚健康的有效方法。
圖2. 重慶第二師范學院趙欣教授趙欣教授帶領的科研團隊發現，對於接受兩周紫外線B強烈輻射的小鼠，飲用含有NMN或發酵乳桿菌的水，可以顯著改善皮膚損傷，並且同時飲用這兩種物質的小鼠的皮膚健康狀態比單獨飲用其中一種的小鼠皮膚健康狀態更好。這些發現表明，NMN和發酵乳桿菌可以協同作用抵抗紫外線B的損害，可能是一種改善皮膚健康的有效方法。
紫外線B損害皮膚健康太陽輻射中造成皮膚老化的紫外線主要為紫外線A《波長315~400 nm》、紫外線B《波長280~315nm》和紫外線C《波長100~280 nm》。紫外線C可以幾乎全部被臭氧層吸收，實際達到地表的紫外線主要是紫外線A《95%》和紫外線B《5%》。在相同劑量下，紫外線B的生物學效應是紫外線A的800~1000倍，因此太陽輻射中紫外線B對人體健康的影響最大。紫外線B輻射皮膚組織會導致皮膚發生氧化應激反應[4]，誘導產生活性氧，破壞DNA修復，造成物理性損傷或細胞功能改變，引發炎症反應，加速皮膚老化等。嚴重情況下還會導致DNA 損傷、提高細胞突變頻率以及引發癌變。乳桿菌能夠促進皮膚健康乳桿菌在自然界中廣泛分佈，在工業、農業、畜牧業、食品、醫藥等與人類密切相關的領域具有重要的應用價值。乳桿菌也是健康腸道組成的重要成分，可以清除自由基《一種有害分子，會導致氧化應激》，具有抗衰老和抗氧化活性。乳桿菌對於皮膚健康有重要影響。日本一項研究顯示，乳桿菌可以改善老年女性的皮膚彈性，增加皮脂含量。[5]小鼠實驗還顯示乳桿菌產物可以克服紫外線B誘導的免疫抑制，顯著減緩小鼠皮膚腫瘤生長速度。[6]NMN具有抗炎抗衰老功能NMN是近年來最具盛名的抗氧化和抗炎化合物之一，它能提高生物體內的NAD+《煙酰胺腺嘌呤二核苷酸》水平，NAD+對細胞產生能量和維持DNA完整性至關重要。但是直接服用高劑量的NAD+會導致失眠、疲勞和焦慮等副作用，因此補充NMN是提高NAD+水平和維持機體健康的重要方式。曾有研究表明服用NMN可以減少自由基和器官炎症，對於治療心肌和腦缺血等老齡相關的心腦血管疾病有明顯效果。[7]NMN與發酵乳桿菌協同作用，可有效清除自由基自由基具有強氧化性，在紫外線引起皮膚衰老的過程中起著關鍵作用。為了測試NMN與發酵乳桿菌《L.fermentum TKSN041》的抗氧化能力，重慶第二師范學院的趙欣等人將NMN和發酵乳桿菌以及自由基在試管中混合，測量它們清除自由基的能力。結果發現，與單獨使用NMN或發酵乳桿菌相比，二者的混合物清除自由基的能力更強。此外，作為一種強效且常見的自由基清除劑，維生素C也被研究人員納入本研究中作為對照，結果顯示NMN與發酵乳桿菌混合物清除自由基的能力甚至強於維生素C。詳見圖3。這些結果說明了NMN和發酵乳桿菌組合或許可以保護皮膚免受紫外線輻射損傷。
圖3. NMN與發酵乳桿菌協同作用促進自由基清除(Zhou et al.，2021 | Frontiers in Pharmacology)圖中描述了3種不同的自由基《OH，ABTS和DPPH》和總體自由基被NMN、發酵乳桿菌《L》、NMN+發酵乳桿菌《NMN+L》和維生素C清除的情況。每項結果都表明，NMN+發酵乳桿菌的自由基清除能力《即抗氧化能力》是最強的。
NMN與發酵乳桿菌協同作用，可抵抗紫外線B輻射導致的皮膚損傷紫外線B被認為是導致皮膚癌的主要環境致癌因素，在進行模擬實驗時常采用紫外線B輻射。研究人員在活體小鼠中進行了試驗，想要探尋對於連續兩周暴露於強烈的紫外線B輻射的小鼠，NMN與發酵乳桿菌協同作用是否能夠保護小鼠的皮膚組織完整性。研究人員給小鼠連續四周每天口服補充NMN《300 mg/kg》、發酵乳桿菌《1.0×109 CFU/ml》、維生素C《300 mg/kg》，或者NMN和發酵乳桿菌的混合物，並在第三周和第四周讓小鼠每天接受2小時的紫外線B《120 mJ/cm2/小時》輻射。結果發現，紫外線B輻射會讓小鼠皮膚真皮層受損變薄，膠原纖維束數量顯著減少，皮下組織排列無序，在附屬物周圍還可以看到炎症細胞的滲透。同時服用NMN和發酵乳桿菌的小鼠的皮膚組織與沒有紫外線B輻射的小鼠最相似，保護皮膚效果好於單獨補充NMN、發酵乳桿菌或維生素C《300 mg/kg》。詳情見圖4。
圖4. NMN和發酵乳桿菌可協同作用，改善紫外線B輻射下的皮膚狀態(Zhou et al.，2021 | Frontiers in Pharmacology)圖A和B顯示的是小鼠皮膚的橫截面。『正常組』小鼠未接受紫外線B輻射且未加任何補充劑；『紫外線B組』小鼠接受連續2周的紫外線B輻射且未加任何補充劑；『紫外線B+維生素C』、『紫外線B+NMN』、『紫外線B+發酵乳桿菌』、『紫外線B+NMN+發酵乳桿菌』組小鼠分別連續四周補充對應的補充劑，並在第三周和第四周接受紫外線B輻射。在圖A中，箭頭指向的是皮膚的真皮層。『紫外線B組』小鼠真皮層最薄且受損嚴重，『紫外線B+NMN+發酵乳桿菌組』小鼠與『正常組』小鼠的皮膚狀態最相似，且厚度相當《如圖D所示》。在圖B中，箭頭所指的膠原纖維被染色為藍紫色。『正常組』小鼠的膠原纖維數量較多，分佈均勻有序。『紫外線B組』小鼠的皮膚與正常組相比，膠原纖維明顯減少，膠原纖維發生斷裂、萎縮。『紫外線B+NMN+發酵乳桿菌組』皮膚皮膚層中的膠原纖維數量與『正常組』最接近，排列更加有序，幾乎沒有收縮或斷裂。
此外，在暴露於紫外線B輻射後，真皮層的肥大細胞《指示有炎症的細胞》數量增加了四倍，表明紫外線B誘發皮膚發生炎症。當單獨補充維生素C、NMN或發酵乳桿菌時，肥大細胞數量有所下降；但是同時補充NMN和發酵乳桿菌組的肥大細胞數量下降最多，說明NMN和發酵乳桿菌具有協同作用，可以減輕皮膚炎症。詳見圖5。
圖5. NMN和發酵乳桿菌可協同作用，改善紫外線B輻射引起的皮膚炎症(Zhou et al.，2021 | Frontiers in Pharmacology)圖C中的箭頭指向的小藍點為肥大細胞，而肥大細胞與皮膚炎症相關。『紫外線B組』小鼠比正常小鼠的肥大細胞數量明顯增多，『紫外線B+NMN+發酵乳桿菌組』小鼠的肥大細胞數量與正常組最接近。
NMN和腸道細菌協同作用，為護膚提供新方式NMN的大部分藥理作用是通過促進NAD+的合成來進行的。小鼠試驗還顯示NMN具有抗衰老和促進長壽的特性，補充NMN可以改善老年小鼠的代謝和應激反應[2]。因此，關於NMN的研究吸引了越來越多人的注意。發酵乳桿菌具有為維持腸道微生物群的平衡、調節免疫系統功能，減少腫瘤風險、降低血清膽固醇等多種功能[8]。不過，發酵乳桿菌保護皮膚的原理還有待進一步探索。研究人員認為，這可能與它的代謝物短鏈脂肪酸有關，短鏈脂肪酸能夠改善關節炎和過敏等炎症性疾病[9，10]。NMN與發酵乳桿菌兩者都與維持人體健康、保證器官功能正常運轉密切相關。本次研究創新性地發現了二者協同作用可以顯著增強皮膚保護效果，這為人類抵抗紫外線輻射、延緩皮膚衰老提供了一個新的防護手段。皮膚是人體抵禦環境破壞的第一道防線。皮膚健康與骨質疏松症、基底細胞癌和鱗狀細胞癌等許多疾病的發生密切相關[11]，保護皮膚具有重要意義。未來可以進行深入研究，進一步探索NMN與發酵乳桿菌協同作用的機制，以及在人體中的防護效果。
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