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懶懶人包:淺談白髮現象與壓力的關係


責任編輯/張宇承

核稿編輯/林翊庭


白髮現象

白髮現象(greying)簡而言之就是毛髮黑色素不足的現象,可能的原因如:缺乏維生素B群[1]、黑色素幹細胞的流失[2]、老化[3]等。雖然每種原因的生理機制並未都被完全釐清,且我們不易斷定何種因素才是造成白髮的主因,但目前在動物身上已經觀察到壓力使交感神經興奮能誘發白髮現象的發生。在了解詳細機制前,我們先從頭髮的構造和生長認識起,再來看看頭髮如何呈色以及哪些因素將影響呈色吧!

毛囊與黑色素細胞

毛囊(Follicle)構造的縱切面,可細分為以下構造:毛幹(Hair shaft)、汗腺(Sebaceous Gland)、豎毛肌(Arrector Pili Muscle)、毛隆突(Hair Bulge)、毛囊球(hair bulb)。

與本次主題較有關聯的有位於頭髮根部的毛囊球和毛隆突。毛囊球是毛囊基部些微膨大的構造,內含提供養分與氧氣的微血管,同時含有製造毛幹的角質細胞(Keratinocyte)以及製造黑色素的黑色素細胞(Melanocyte)。而毛隆突則是鄰近豎毛肌的膨大構造,受交感神經支配。毛隆突含有黑色素細胞的前驅細胞——黑色素幹細胞(Melanocyte Stem Cell, MeSC),能遷移至毛囊球並進行分化。

頭髮生長有其規律

毛囊的生長週期主要可以分成三個部分:生長期(Anagen Phase)、衰退期(Catagen Phase)、休止期(Telogen Phase)[4]。生長期一般為期2至6年,這個時期的長短決定頭髮的生長長度。這段期間內頭髮的最根部會膨大形成毛囊球,其中的間質細胞會快速的分裂分化,製造新的內根鞘及毛幹,並把舊的細胞往外推送,增加頭髮的長度。衰退期時,毛囊球大量進行細胞凋亡因而萎縮,毛幹也脫離毛囊球往表皮移動,使得頭髮不再增長。(想知道毛囊生長期的相關知識,可以參考《嗅出頭髮的生長氣息—淺談頭髮生長與Sandalore對頭髮生長的影響》文中毛髮的生長週期(Hair Cycle)。)


明白了頭髮如何生長,接下來看看頭髮的「黑」是怎麼來的吧!首先,毛囊球內的黑色素細胞能製造黑色素小體(Melanosome),內含有真黑色素(Eumelanin)和褐黑色素(Pheomelanin)。接著,黑色素細胞透過細胞樹突(Dendrite)將其分泌出細胞外,黑色素小體再透過吞噬作用進入角質細胞。最後,角質細胞將黑色素混入新製造的毛幹內,使頭髮呈色。在黑色素小體中,真黑色素為顏色較深的黑、褐色分子;褐黑色素則是較淡的紅褐色分子,毛幹因黑色素含量與比例呈現黑色、紅褐色、金色的差異,各種顏色髮絲都是這樣被做出來的!

白髮現象與壓力有何關聯?

毛囊在生長期時,黑色素幹細胞能因物理傷害、紫外線刺激、正腎上腺素(norepinephrine)等作用而遷移並分化為黑色素細胞。在這些因素中,和壓力最有關的就是正腎上腺素的分泌了。我們在高中生物學過:壓力能促使人體產生心跳加速、呼吸急促、瞳孔放大……等俗稱「戰或逃」的生理反應;長期壓力也能導致葡萄糖皮質素的分泌來調控人體的代謝作用。科學家發現壓力能影響毛囊中黑色素幹細胞的分化:當黑毛小鼠在前一次毛囊生長期、衰退期或休止期接受壓力刺激(如:不定期的疼痛刺激、毒素注射引起的壓力反應)後,都會在下一次生長期長出白髮,爾後數個生長期也不再長出黑髮。

實驗中發現壓力能促使小鼠腎上腺分泌腎上腺素、正腎上腺素、葡萄糖皮質素到血液中,也能使交感神經過度興奮,而造成黑色素幹細胞流失的罪魁禍首是毛囊處交感神經分泌的正腎上腺素!結果顯示正腎上腺素不會影響成熟的黑色素細胞正常運作,卻能使黑色素幹細胞分化過快。結論就是壓力能造成黑色素幹細胞的分化過快而流失,在下一次生長期到來時就沒有足夠的成熟黑色素細胞來分泌黑色素至毛幹了[5]。

白髮現象與壓力研究的挑戰

目前雖已知壓力確實能引起一系列的生理反應造成白髮的生長,但需要更多的實驗來確認詳細的分子機制;另一方面,目前研究結果多為動物模型的實驗,日後也需要更多人體實驗探討壓力對人類毛囊的影響,但在實驗設計上勢必要符合更多的安全規範。若能釐清白髮現象與壓力的關聯與生理機制,則白髮的出現也能作為身心狀況的指標,因此這類研究有其潛力。



看完文章後,你應該會知道:

1. 認識黑色素細胞內的黑色素生成作用

2. 認識頭髮呈現顏色的機制

3. 白髮現象可能的原因與詳細機制

4. 白髮現象與壓力的關係


參考資料:

[1]Morgan, A. F., & Simms, H. D. (1940). Greying of Fur and Other Disturbances in Several Species Due to a Vitamin Deficiency: Three Figures. The Journal of Nutrition, 19(3), 233-250.

[2] Strauss, L., Bergmann, C., & Whiteside, T. L. (2009). Human circulating CD4+ CD25highFoxp3+ regulatory T cells kill autologous CD8+ but not CD4+ responder cells by Fas-mediated apoptosis. The Journal of Immunology, 182(3), 1469-1480.

[3] Seiberg, M. (2013). Age‐induced hair greying–the multiple effects of oxidative stress. International journal of cosmetic science, 35(6), 532-538.

[4]Alonso, L., & Fuchs, E. (2006). The hair cycle. Journal of cell science, 119(3), 391-393.

[5] Zhang, B., Ma, S., Rachmin, I., He, M., Baral, P., Choi, S., ... & Zon, L. I. (2020). Hyperactivation of sympathetic nerves drives depletion of melanocyte stem cells. Nature, 577(7792), 676-681.

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