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高溫天氣不開空調,會越來越黑?多項研究顛覆認知

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來源:丁香學術

盛夏酷暑,空調房成了現代人的避暑天堂。但當我們躲在 26℃ 的舒適區時,很少有人意識到 —— 高溫,可能正在加速你的衰老。近年來,隨著全球變暖加劇,科學家們發現了一個令人警惕的現象:溫度不僅是體感舒適度的問題,更可能是一把無形的「衰老加速器」。從皮膚松弛、色素沉淀,到細胞損傷、基因表達改變,高溫正以隱秘的方式推動著「熱老化」的進程。

熱老化概念的提出

早在 2006 年 10 月,韓國首爾國立大學研究人員在題為

Thermal aging: A new concept of skin aging
的研究中就已提出「熱老化」這一新概念,指出溫度或是導致皮膚過早老化的重要環境因素之一。


圖 1 相關研究 來源:[1]

研究發現,夏季正午陽光直射 15-20 分鐘可使真皮層溫度升至 40-43°C,類似爐灶等設備的輻射熱也會升高皮膚溫度。這種熱量可能與紫外線一樣加速皮膚老化。研究還比較了內在老化(表現為皮膚光滑、干燥、細皺紋)和熱老化(表現為粗糙、深皺紋、色素變化)的特征及組織學差異。

其作用機制為熱量通過刺激 MMP-1、MMP-3 和 MMP-12 等基質金屬蛋白酶的表達,分解膠原蛋白和彈性纖維;同時調節彈性蛋白和原纖維蛋白合成,并誘導細胞因子產生和血管生成,這些機制都可能促進皮膚過早老化。

高溫加速美國老年人表觀遺傳老化

2025 年 2 月,美國南加州大學團隊在Science Advances發表的一項研究探究了室外環境高溫與美國 56 歲及以上人群表觀遺傳衰老的關聯,證實居住環境的炎熱程度與人體「衰老時鐘」的加速顯著相關。

該研究跨越 6 年,以 3686 名人群為樣本,應用多水平回歸模型預測相關衰老指標,發現短期高溫暴露(7 天內)可導致表觀遺傳年齡加速 1.07 歲,長期(6 年)生活在炎熱地區的人群,衰老速度可能比同齡人快 2.48 歲。簡言之,短期、中期和長期暴露于高溫環境均會加速表觀遺傳衰老,且高溫越嚴重、暴露時間越長,影響越明顯。


圖 2 室外環境熱量與加速表觀遺傳衰老之間的關聯 來源:[2]

就機制而言,高溫可能通過改變 DNA 甲基化模式,影響基因表達,進而加速衰老,這一發現為理解高溫與衰老相關疾病、死亡風險的關系提供了生物學依據。

高溫通過 TRPV3/Ca2?/Hh 信號通路促進黑色素生成

溫度對皮膚的影響還體現在黑色素生成方面。2023 年 5 月,iScience一項題為

Heat promotes melanogenesis by increasing the paracrine effects in keratinocytes via the TRPV3/Ca
2+
/Hh signaling pathway
的研究發現,健康的皮膚組織在 41°C 的環境下會出現明顯的色素沉著,這源于高溫通過增強角質形成細胞的旁分泌作用,促使色素細胞產生更多黑色素。


圖 3 熱誘導黑色素生成機制 來源:[3]

該研究表明,這一過程與 TRPV3/Ca2?/Hh 信號通路密切相關。高溫會激活角質形成細胞中的瞬時受體電位香草酸亞型 3(TRPV3),引發鈣離子內流,進而激活 Hedgehog(Hh)信號通路。Hh 信號通路的激活會增強角質形成細胞的旁分泌作用,促進黑色素生成。這一發現揭示了高溫導致皮膚色素沉著的具體機制,為理解相關皮膚問題提供了新視角。

高溫對 UVB 誘導的黑色素生成具有疊加效果

熱應激與中波紫外線(UVB)在黑素生成過程中存在協同作用。2014 年 8 月,中國空軍總醫院在Archives of Dermatological Research發表題為

Additive effect of heat on the UVB-induced tyrosinase activation and melanogenesis via ERK/p38/MITF pathway in human epidermal melanocytes
的研究,揭示高溫和紫外線(UVB)共同作用時,會加速皮膚變黑。


圖 4 相關研究 來源:[4]

具體表現為,對 III 型皮膚黑色素細胞,40°C 熱應激(每日 1 小時,持續 5 天)可誘導細胞樹突增多、胞體增大,并激活 ERK/p38/MITF 信號通路,但不直接促進黑色素生成;20mJ/cm2UVB 照射(持續 5 天)則能激活 JNK/p38/MITF/酪氨酸酶通路,顯著促進黑色素生成,提示熱應激對 UVB 誘導的黑素生成具有疊加效應。

當高溫和 UVB 同時作用時,黑色素的產生比單獨 UVB 照射時更多,說明高溫會放大 UVB 的曬黑效果。這一研究解釋了為什么夏天在戶外更容易曬黑 —— 不僅是紫外線的作用,高溫也在推波助瀾。

溫度和相對濕度對 DNA 甲基化的影響

既往研究已證實 DNA 甲基化與多種環境污染物暴露存在相關性,但對于溫度和相對濕度這類天氣因素的影響尚未涉及。2014 年 7 月,哈佛大學一項發表于EPIDEMIOLOGY長達 10 年的研究,為我們揭示了天氣變化與老年人血液細胞中 DNA 甲基化(一種影響基因開關的化學標記)之間的關聯。


圖 5 相關研究 來源:[5]

該研究對 777 位老年男性的血液樣本進行分析,結果顯示,當 3 周平均氣溫上升 5℃,與炎癥相關的 ICAM-1 基因甲基化水平會增加 9%(即基因活動被抑制);濕度每升高 10%,同一基因的甲基化會降低 5%。更值得注意的是,當高溫與高濕結合時,對基因的影響更為明顯。


圖 6 天氣/濕度與 ICAM -1 甲基化之間的關聯 來源:[5]

這意味著高溫不只是讓我們出汗那么簡單,還可能悄悄改變身體的「基因開關」,進而影響炎癥、代謝等功能,也解釋了為何極端天氣下,人體更易出現健康問題。

綜合來看,現有多項科學研究已證實,高溫并非僅引發體感不適,更是加速機體衰老的潛在風險因素。從皮膚層面的「熱老化」(膠原蛋白分解、黑色素沉積),到細胞層面的基因表達改變(DNA 甲基化加速),高溫正以多種方式加速人體的衰老進程。

夏季高溫頻發,深入理解溫度與衰老的生物學關聯具有重要現實意義。從健康防護角度出發,建議通過環境溫度的合理調控減少高溫暴露,這不僅可降低皮膚熱損傷風險,亦能減輕其對基因表觀修飾的不良影響,為應對氣候因素相關的衰老加速問題提供可行策略。

參考資料(上下滑動查閱):

[1] Eun Young Choi, Jennifer A. Ailshire ,Ambient outdoor heat and accelerated epigenetic aging among older adults in the US.Sci. Adv.11,eadr0616(2025).DOI:10.1126/sciadv.adr0616

[2]Zhang L, Zeng H, Jiang L, et al. Heat promotes melanogenesis by increasing the paracrine effects in keratinocytes via the TRPV3/Ca2+/Hh signaling pathway. iScience. 2023 Apr 26;26(5):106749. doi: 10.1016/j.isci.2023.106749. PMID: 37216091; PMCID: PMC10192915.

[3]Heat promotes melanogenesis by increasing the paracrine effects in keratinocytes via the TRPV3/Ca2+/Hh signaling pathway. Zhang, Lan et al. iScience, Volume 26, Issue 5, 106749

[4]Arch Dermatol Res. 2014 Aug;306(6):583-90. doi: 10.1007/s00403-014-1461-y. Epub 2014 Mar 27.

[5]Epidemiology. 2014 Jul;25(4):561-9.

doi:10.1097/EDE.0000000000000120.

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