压力如何导致白发?
据传,法国王后玛丽·安托瓦内特在被处决前一夜头发突然变白。后来许多人认为这一说法可能被夸大——她的头发更可能是在狱中因长期压力而逐渐变白的。
自此之后数百年间,人们普遍观察到压力似乎会加速自己及他人头发变白。然而,直到最近,科学家才揭示这一现象背后的生物学机制。
逃逸反应激素导致小鼠不可逆的压力性白发
2020年,哈佛大学干细胞生物学家胡亚婕(Ya-Chieh Hsu)领导的研究团队发现,在小鼠实验中,无论是身体还是心理压力都会加速未分化干细胞的增殖。这些细胞最终分化为产生色素的黑色素细胞(melanocytes)。黑色素干细胞的快速分裂导致其储备库耗竭,毛囊无法继续产生黑色素,从而引发不可逆的白发现象。
哥伦比亚大学线粒体生物学家马丁·皮卡德(Martin Picard)评价道:"这一发现令科学家们信服,因为它与过去几十年的理论相吻合。"皮卡德虽未参与该研究,但高度认可其科学价值。
然而,驱动黑色素干细胞耗竭的具体机制出乎意料。基于文献记载,胡的研究团队原以为免疫细胞或压力激素皮质酮(人类中的皮质醇)是主要原因。但当实验使用缺乏免疫细胞或肾上腺的小鼠施加压力时,其头发仍会变白,这表明真正"元凶"另有其人。
研究揭示:随着年龄增长,黑色素干细胞库(图中紫色)自然耗竭导致头发变白。在小鼠模型中,压力激活了支配毛囊的交感神经(图中绿色),这些神经介导"战斗或逃逸"反应,从而加速白发进程。
胡亚婕(Ya-Chieh Hsu)
研究人员将怀疑对象转向去甲肾上腺素(noradrenaline),即俗称的"战斗或逃逸"激素。实验观察到压力会同时提升小鼠血液中皮质酮和去甲肾上腺素水平。切除肾上腺对压力性白发无显著影响,但通过神经毒素抑制交感神经活动(该神经通过释放去甲肾上腺素介导应激反应)后,黑色素干细胞流失和白发现象明显受抑。相反,利用基因工程受体人工激活交感神经,则会模拟压力效果,导致黑色素干细胞流失和白发。
胡团队还发现,阻止黑色素干细胞过度增殖可预防压力引起的白发。但一旦干细胞库完全耗尽,白发便无法逆转。
"最令我惊讶的是,意识到不良经历——压力——能直接造成永久性改变,"胡博士坦言。
但仅仅一年后,皮卡德团队的发现表明,在人类身上,压力导致的白发可能具有可逆性。
人类压力性白发或具可逆性
2021年,皮卡德团队收集了14名9至65岁志愿者的头发样本,通过数码成像和图像分析软件量化其色素沉着模式。研究人员标注色素变化方向:例如深色发根配白色发梢表明白发出现逆转。
哥伦比亚大学线粒体生物学家马丁·皮卡德专注于压力的代谢反应研究。
马丁·皮卡德
研究要求部分呈现明显白发或逆转模式的参与者回顾性评估过去一年的压力水平。参与者描述重大生活事件并按0-10分评级压力强度。研究人员据此将"压力曲线"与头发色素模式对齐,假设头发生长速度为每月1厘米,从而将特定发段映射到具体生活事件。
研究发现,白发出现与逆转的时间线分别与高压力期和低压力期高度吻合。例如,一名30岁经历婚姻分离的女性,其头发特定区段变白与该事件时间一致(她将其评为过去一年最大压力源);令人惊讶的是,两个月高压力期结束后,该区域发色出现逆转。同样,一名35岁男性的白发在两周假期期间呈现明显逆转模式。
皮卡德认为,其发现与胡团队结论的差异源于物种特性:人类头发与小鼠毛发生长机制存在关键区别。"笼中生物的生活方式与人类社会大相径庭,我们必须谨慎地将小鼠实验结果外推至人类,"他强调。
胡博士解释称,皮卡德观察到的可逆现象可能源于黑色素干细胞库尚未完全耗竭,而是分化后的黑色素细胞暂时停止产色素。"只要干细胞保持完整,颜色变化就不会永久,"她指出。
随着黑色素干细胞随年龄自然衰退,年龄成为决定白发可逆性的关键因素。"中年初期头发刚开始变白时可能恢复,但到了80多岁,头发就无法重新变黑了,"皮卡德表示。
胡与皮卡德一致认为,压力性白发实质是加速了自然衰老过程。皮卡德补充道,白发可逆性表明"分子层面的生命比我们想象的更动态灵活,衰老并非线性不可逆过程",这颠覆了传统衰老观念。
参考文献
- Zhang B, et al. 交感神经过度激活导致黑色素干细胞耗竭. 自然. 2020;577(7792):676-81.
- Rosenberg AM, et al. 人类头发灰白化及其与生活压力关系的定量映射. eLife. 2021;10:e67437.
【全文结束】

