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運動對皮膚健康的影響研究進展

2025-08-10 00:00:00楊凱程黨黨王飛飛
中國美容醫學 2025年8期
關鍵詞:微生物膠原蛋白運動

[摘要]運動與皮膚健康之間的關聯一直是皮膚科學界的研究焦點,皮膚作為人體最大的器官組織,會充分受到運動引發的各類代謝影響。通常運動對皮膚的影響被認為是積極的、正面的,然而不少研究觀察并記錄了運動員特有的皮膚病或者皮膚異常現象,說明運動對皮膚的影響更為復雜。近幾年來運動對皮膚影響的研究已從皮膚表面表征深入至皮膚內源,本文收集整理相關研究文獻,旨在歸納現階段有關運動與皮膚健康的研究進展。

[關鍵詞]運動;皮膚屏障;經表皮水分散失值(TEWL);微生物;氧自由基;膠原蛋白

[中圖分類號]R322.99" " [文獻標志碼]A" " [文章編號]1008-6455(2025)08-0194-05

Effects of Exercise on Skin Health

YANG Kai1, CHENG Dangdang1, WANG Feifei2

( 1.Shanghai Jiyan Biomedical Development Co., Ltd, Shanghai 201702, China; 2.Yunnan Botanee Bio-technology Group Co., Ltd, Kunming 650106, Yunnan, China )

Abstract: The relationship between exercise and skin has always been the focus of research in the field of dermatology.Skin, as the largest organ and tissue of the body, will be fully affected by various metabolic effects caused by exercise.Generally, the effects of exercise on skin are described positively, but many researches have observed and recorded athletes' specific skin diseases or skin abnormalities, indicating that the impact of exercise on skin is more complex. In recent years, research on the impact of exercise on skin has deepened from surface characterization to endogenous factors. The relevant studies were collected aiming to summarize the current research progress on exercise and skin health.

Key words: exercise; skin barrier; trans epidermal water loss(TEWL); microorganism; reactive oxygen species; collagen

自古以來,運動一直作為一種積極健康的生活習慣而被提倡,2021年8月國務院印發《全民健身計劃(2021-2025年)》,就促進全民健身更高水平發展做出部署,宣告“全民健身”時代的到來。各類研究表明,良好的運動習慣能夠有效地為身體帶來積極正面的影響,例如改善肥胖、高血脂等由過多脂肪堆積帶來的身體肥胖[1-2]、增強心肺功能[3],也能夠塑造良好的心理健康狀態[4],可以說,運動于健康有益是全社會的共同認知。隨著物質生活的發展,人們對于健康的定義不再局限于身體病癥,擁有無瑕光潔、沒有皮膚問題困擾的皮膚也是健康的象征。

目前,社會關于運動對皮膚健康的影響評價主要以積極正面為主,即運動有益于皮膚健康。然而自20世紀以來,便有不少關于運動員皮膚健康的問題報告,主要為運動員皮膚細菌感染導致的各類皮膚病以及大量出汗帶來的皮膚屏障受損[5],逐漸揭示了運動對皮膚健康的潛在負面影響。

運動對皮膚健康的影響十分復雜,時至今日,運動對皮膚影響的研究已從皮膚表面表征深入至皮膚內源,從而更好地闡明運動影響皮膚的機理。本綜述通過收集整理2010年至今的研究內容,同時包含“運動”以及各類皮膚健康相關指標的相關文獻,對目前有關運動和皮膚健康的關聯進行歸類討論。綜述不僅涵蓋運動對表皮理化參數的直接影響,也納入了與皮膚表觀息息相關的內源因子在運動中的變化。根據研究的側重點及表觀、內源變化所導向的皮膚問題,將所整理的研究按照運動對皮膚健康的影響分為皮膚屏障、細菌感染、氧化衰老三個方面進行討論,以此梳理目前該領域的研究進展。

1" 運動影響皮膚屏障功能

經表皮水分散失值(TEWL)和表皮水分含量(SC)是衡量皮膚保濕功能和屏障功能的重要指標,其中SC值與皮膚保濕功能呈正比關系,TEWL值與皮膚屏障功能的受損程度呈正比關系[6]。運動習慣能夠改善皮膚保濕功能,長期保持中高頻率運動習慣人群的SC值顯著高于低頻率運動人群[7]。研究表明,單次45 min以上的有氧運動后角質層水分含量顯著高于運動前,皮膚水合程度提升50%以上[8]。皮膚保濕功能和皮膚結構被認為與體內線粒體生物合成有關,研究證實有氧耐力運動能夠誘導白細胞介素-15(IL-15),從而促進體內線粒體的生物合成,促進皮膚中的細胞增殖和修復,改善皮膚的屏障功能,有助于防止水分的流失和外部有害物質的侵入[9],因此,長期運動人群的皮膚濕潤可能是由于線粒體生物合成改善了皮膚結構[10]。這種皮膚保濕功能的改善是有限的,比如更高運動強度的運動員人群,其皮膚SC值顯著低于非運動員人群[11]。

高強度運動后皮膚角質層過度水合會給皮膚帶來短期或者可積累的屏障受損[8]。日常有高強度運動的運動員對比具有運動習慣的非運動員,前者皮膚TEWL值顯著高于后者[11]。這與運動量、運動環境和皮膚護理行為息息相關,高強度運動下汗液分泌量大,使皮膚長期處于過度水合狀態。同時大量汗液稀釋皮膚表面脂質,研究表明,單次45 min以上有氧運動后皮膚皮脂含量下降近30%,皮膚更難鎖住水分,戶外運動環境(比如風、紫外線)加速了皮膚水分散失[8]。游泳是這一觀點的極端案例,相較其他運動,游泳長時間接觸水以及含有氯和其他可能導致接觸性皮炎的刺激性化學物質,可能會給皮膚屏障帶來更大的損害風險[12]。研究表明,相同心率、運動時間下,游泳前后皮膚TEWL值上升更為顯著,意味著皮膚屏障功能的受損[13],干燥癥也是游泳愛好者以及游泳運動員的常見皮膚病癥之一[14]。

另一方面,高強度運動帶來的屏障功能受損可能源于皮膚表面脂質的稀釋,水分更容易從皮膚中散失,研究表明即使運動后3 h,皮膚表皮脂質仍低于運動前狀態[15]。使用具有賦脂能力的潤膚劑則能夠有效減少被涂覆區域皮膚水分的散失[16],長期使用潤膚劑的運動員,皮膚屏障功能也要優于沒有潤膚劑使用習慣的運動員,表現為較高的皮膚SC值和較低的TEWL值[11]。運動是全身系統器官協同參與的行為,其對皮膚表征的影響極為復雜,在適量運動強度下,IL-5促進體內線粒體合成,改善皮膚結構從而提高皮膚水分含量;更高的運動強度下,脂質稀釋、皮膚過度水合、運動環境等因素均會影響皮膚屏障功能從而導致皮膚水分大量流失。在高強度運動中皮膚屏障受損是常見情況,但是如何避免這類情況的發生,如何正確地使用潤膚劑,研究并提供有助于在運動中規避皮膚健康風險的方法,對于專業運動員、運動愛好者或是研究本身而言更有價值和意義。

2" 運動對皮膚菌落、免疫功能的影響

汗腺作為皮膚的一種器官,對于皮脂膜的形成和皮膚表面pH的調節不可或缺,一般情況下人體小汗腺分泌的汗液是無色、透明和酸性的[17],但大量研究表明,一定程度運動后,皮膚表面pH會逐漸升高,弱酸性環境改變,這種現象一般發生在運動中[8,11,15]。這種現象可能因為運動過程中身體內部產生大量的酸性代謝產物,如乳酸等,這些酸性代謝產物通過汗液的形式從皮膚排泄出來,從而使皮膚的pH值升高,研究表明即使是短時間運動的出汗也可能使皮膚表面的pH值增加持續數小時[18]。高溫環境誘導的大量出汗皮膚pH值則不會上升,反而有所下降[19]。皮膚表面有一層由皮脂腺脂質、角質細胞和汗液組成的微酸性膜(pH 4.0~6.5),這種微酸性膜可以視為皮膚的化學屏障,弱酸性的表皮環境能夠防止有害細菌在皮膚表面繁殖從而保護人體皮膚健康,尤其是一些葡萄球菌在pH值 5.0時會被角質層的水溶性成分殺死,但pH值 7.0時則不會[20]。運動前后pH值變化與運動強度、氧氣在運動中參與的形式有關,見表1。總體來看,無氧運動中皮膚pH值變化更大,可能因為無氧運動強度較大,比有氧運動產生更多的乳酸產物有關。

目前,學術界“運動員微生物組學”主要研究運動員身體各項菌落與其運動習慣、運動方式、強度以及時間節點等的關聯,這一部分的研究聚焦于腸道菌落,但較少有研究探究運動前后皮膚菌落、菌群的變化[21]。高強度運動可能會對免疫屏障帶來損害從而影響表皮菌群,研究表明1 h高強度有氧運動后,皮膚表面金黃色葡萄球菌和凝固酶陰性葡萄球菌總數顯著上升,遠高于運動前、淋浴后以及次日清晨,揭示了運動后清潔皮膚以防潛在感染風險的重要性[22-23]。這種皮膚微生態的變化原因可能來自于上文所述弱酸性表皮環境的破壞,也有可能因為表皮分泌性免疫球蛋白SIgA的減少。SIgA通過滅活和凝集病原微生物并抑制其附著在黏膜表面,存在于黏膜、皮膚表面甚至小汗腺分泌的汗液中,SIgA在皮膚免疫中發揮關鍵作用[24],而研究顯示高強度有氧運動后表皮分泌型免疫球蛋白SIgA濃度顯著降低,從而導致皮膚的易感染[23]。

皮膚同樣和腸道一樣是人體微生物菌群的主要寄宿地,微生物菌群對皮膚健康和穩定有著密切的關系。目前研究進展表明,高強度運動會短暫地破壞表皮弱酸性環境,葡萄球菌總數增加以及皮膚免疫屏障功能下降,這些均會增加皮膚感染的風險。由于實際運動場景的微生物群落更為復雜,人們更容易接觸到更多的外界真菌、細菌,人們在運動過程中的感染風險要遠高于理論值,尤其是足球、橄欖球、游泳、摔跤、健身房等會和外界環境大量接觸的運動項目[25-26],在該類環境下運動極易被感染并引發各類皮膚炎癥或者皮膚疾病,例如細菌性軟組織感染、各種類型的癬(皮膚癬菌感染)、毛囊感染和皰疹[27-29]。這一類的細菌感染在運動員中極為常見,故高強度運動后進行必要的皮膚清潔是減少皮膚感染風險的關鍵。

3" 運動對氧化應激和皮膚老化的影響

3.1 運動與皮膚老化:運動于人體的益處不言而喻,日常進行一系列體力活動被證實能夠緩解一些慢性疾病,例如糖尿病腎病、冠狀動脈疾病、心血管疾病和阿爾茨海默等[30-34]。運動亦能夠保持人體健康,緩解衰老進程并作為各類慢性病、亞健康癥的治療方案[35-37]。運動對于皮膚衰老的影響同樣值得關注。

運動有助于提升皮膚彈性,延緩皮膚衰老,不少研究證明運動能夠誘導皮膚膠原蛋白含量的增加,即使是短期的運動(<1年)也能給皮膚彈性相關力學性能[皮膚最大變形高度(R0)和皮膚粘彈性(R6)]帶來顯著提升,增加皮膚中膠原蛋白的含量和可溶性膠原蛋白的比例,控制膠原蛋白分子間的交聯,并積極促進膠原蛋白代謝[38]。運動誘導皮膚膠原蛋白密度增加與糖基化終產物(AGEs)有關,AGEs能夠“修飾”體內長壽命蛋白質,例如皮膚基質的蛋白質,導致組織變硬、彈性降低[39]。在一份針對長跑運動員和普通健康人的研究中發現,長期的有氧耐力訓練下,運動員皮膚能夠檢測到的AGEs含量隨著訓練年限的增長而降低,結果表明長期耐力訓練能夠在一定程度上對抗皮膚衰老[40]。此外,運動誘導的IL-15被認為是延緩皮膚衰老的原因之一,運動通過骨骼肌激活蛋白酶(AMPK)激活IL-15的表達,經由血管輸送至皮膚成纖維細胞,影響細胞內線粒體生物合成,從而促進皮膚內膠原蛋白合成(見圖1)[10]。

研究顯示,具有運動習慣人群的皮膚和口腔中的mtDNA復制數要顯著高于無運動習慣的人群,而mtDNA的缺失被認為是模擬光老化的基因特征[41]。即使無運動習慣人群進行數周有氧耐力訓練后也能觀察到皮膚膠原蛋白含量以及mtDNA含量的提升[10]。運動后血漿中真皮ECM相關基因的表達增加,如編碼膠原(COL3A1、COL6A1和COL14A1)、透明質酸合成酶2(HAS2)和蛋白多糖,而膠原蛋白是真皮ECM的主要成分,提供真皮組織強度和穩定性,使皮膚有彈性和支撐力[42],這從根源上揭示了長期運動是如何改善皮膚真皮結構和皮膚彈性的。值得一提的是這一變化與運動類型無關,即長期的有氧運動和長期無氧運動都能夠改善皮膚彈性。另外,無氧運動能夠促進二甘聚糖(BGN)的表達,從而增加真皮厚度,這是無氧運動獨有的特征[42]。

3.2 運動與氧化應激:運動帶來的另一個影響是氧化應激,運動能夠誘導引發氧化應激已是學術界的通識,時至今日已有大量研究通過各種人體標定物證明,運動能夠誘導氧自由基(ROS)的增加從而引發氧化應激[43-44]。ROS氧化脂質會破壞細胞結構,導致細胞過早死亡。在低水平下,ROS誘導的氧化應激可以被預防,然而,當ROS過量時,最終會導致炎癥和細胞氧化損傷[45]。另一方面,ROS被認為與人體衰老密切關聯,包括皮膚在內的許多組織的老化[46]。

運動本身會降低身體內的抗氧化劑含量,導致體內ROS增加,同時在放射線、紫外線的照射下亦會增加ROS生成量,從而進一步損傷細胞功能、加速皮膚和機體老化[47]。研究表明,單次高強度運動后皮膚中的抗氧化劑比如類胡蘿卜素濃度顯著降低,且運動強度越大,抗氧化劑濃度的下降趨勢越顯著[48]。這意味著運動后會有短暫的時間人體處于抗氧化防御力薄弱的狀態,尤其是跑步、登山、騎行、游泳等戶外會長時間暴露在太陽光下的運動。有報告表明,長期從事戶外運動項目的運動員更容易增加皮膚光損傷、黑素細胞痣以及皮膚癌的風險[49],這也與近乎三分之一的運動員從不使用任何防曬產品有關,尤其是水上運動的防曬更是難以堅持[50]。Li G等[51]認為人們過分強調了ROS的有害作用,從而忽視運動期間ROS在運動誘導適應性中的作用。由運動產生的ROS水平的不同亦可能導致完全相反的生理結果,也有研究表明相較規律運動人群,日常缺乏運動的人更容易受到氧化應激損害[52]。日常缺乏訓練的人群在長時間持續運動或者運動強度過大時,身體會產生ROS/RNS的促炎介質,從而導致急性炎癥。有規律的適度體力活動有益于細胞對氧化應激的適應,從而改善抗氧化防御系統,提高組織對ROS損傷的抵抗力[53]。

綜上所述,運動對皮膚衰老氧化的影響有著顯著的兩面性:一方面,運動能夠促進皮膚膠原蛋白表達從而對抗皮膚老化,延緩衰老速度,增加皮膚彈性;另一方面,運動會導致體內氧自由基生成量的增加以及體內抗氧化劑的消耗,在一定程度上容易增加皮膚老化、曬傷等風險。雖然運動作為一種公認的健康行為,但運動過程會通過身體代謝和組織損傷帶給人體負面影響——運動導致的脫水、體內底物消耗、運動損傷、疲勞以及炎癥,所以運動后身體的恢復至關重要[43]。

4" 小結

運動對皮膚的影響可以歸納為:①長期保持適量運動有助于皮膚保濕,但是高強度或者極端環境下運動容易引起皮膚屏障受損,主要表現為皮膚過度水合和表皮脂質稀釋帶來的水分流失;②皮膚運動后感染風險,主要源于大量出汗后皮膚表面弱酸性環境失衡、微生物總數的增加以及免疫球蛋白等減少造成的免疫防御薄弱;③長期運動能夠促進皮膚膠原蛋白表達,改善皮膚彈性和真皮上層結構來對抗皮膚衰老,延緩皮膚老化;④運動后體內抗氧化劑的消耗與氧自由基的增加帶來皮膚老化、曬傷等風險。雖然不少研究揭示了運動對于皮膚的消極影響,但是相較于運動帶給人生活、精神、身體包括皮膚上的積極影響,運動對皮膚的消極影響是易于規避的。所以我們依然提倡積極運動的生活方式,并建議做好運動前后的皮膚護理工作,例如清潔、保濕、修護以及防曬等以規避潛在的皮膚問題。

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[收稿日期]2023-11-18

本文引用格式:楊凱,程黨黨,王飛飛.運動對皮膚健康的影響研究進展[J].中國美容醫學,2025,34(8):194-198.

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