2010年，據估計，19.3%(4530萬)的美國成年人是吸煙者;其中78.2%(3540萬)人每天吸煙，21.8%(990萬)人偶爾吸煙。根據同一份報告，每年有44.3萬人因吸煙或二手煙過早死亡，830萬人因吸煙而罹患嚴重疾病。2018年，全球因為煙草致死的人數為800萬，每6秒就有一人因其致死，吸煙者平均壽命減少10歲。估算中國2020年因為煙草致死的人數為200萬人。
皮膚老化源於內在和外在因素。 內在衰老 是一種緩慢的不可逆的退化，它影響幾乎全身。內在皮膚老化主要表現為皮膚皺紋、脂溢性角化等。 外部皮膚老化 最明顯的部份是由長期暴露在紫外線(UV)下造成的光損傷。光損傷皮膚的特征是皮膚粗糙、色素沈著和毛細血管擴張，並可能引發惡性腫瘤。
吸煙與心血管疾病、肺癌和慢性阻塞性肺疾病之間的關系已得到充分證明。 那麽，吸煙對皮膚系統是否也有不良影響呢？
尼古丁對皮膚的分子效應
吸煙相關皮膚衰老的發病機制是多因素的。有證據表明，每天吸20支煙相當於衰老了近10年。煙草產生的煙霧是至少含有3800種化合物的混合物。其中，人們已經證實了尼古丁對結締組織的影響。
乙酰膽堿有兩種不同的受體:煙堿(nAChR)和毒蕈堿(mAChR)。這兩種受體都存在於皮膚中。 nAChR是一種290kda的蛋白質，由五個亞基組成的環。分子的功能取決於亞基組成。在幾乎所有nAChR類別中，尼古丁都是乙酰膽堿的激動劑。
尼古丁對角質形成細胞的影響
角質形成細胞可以合成、分泌和降解乙酰膽堿。來自人類新生兒的角質形成細胞約有35400個nAChR結合位點。 尼古丁對角質形成細胞有多種作用，但主要是增強細胞間的粘附，從而抑制角質形成細胞的遷移。 這一機制可以解釋吸煙者傷口愈合不良的原因。此外，它透過誘導鈣內流參與角質形成細胞分化。乙酰膽堿透過煙堿通道控制表皮角質形成細胞分化的終末期。這種作用由不同基因的表達和鈣內流介導，可導致角質鱗狀化。 尼古丁還能促進角質形成細胞的雕亡。
尼古丁對成纖維細胞的影響
在人皮膚成纖維細胞中檢測到多種特異性nAChR型，包括α3、α5、α7、β2和β4 nAChR。 尼古丁導致細胞周期調節因子p21、cyclin D1和Ki-67的擴增，以及雕亡調節因子如Bcl-2和caspase 3的擴增。 它也增加真皮基質蛋白如膠原蛋白、金屬蛋白酶和彈性蛋白的基因表現。在α3敲除小鼠中，成纖維細胞生長和功能的變化與尼古丁處理的成纖維細胞相反。α7基因剔除小鼠的皮膚顯示膠原蛋白I、彈性蛋白和金屬蛋白酶I的數量較少。因此， 尼古丁能夠誘導成纖維細胞生長、細胞外基質重塑功能程式的展開以及成纖維細胞中nAChRs結構和功能的改變。上述改變將共同作用，影響皮膚細胞外基質的結構與功能。
尼古丁對血管的影響
即使只吸一支煙也會 導致血管收縮和皮膚血液流動減少。 Black等人的研究表明，在尼古丁對人體皮膚血管系統的急性暴露中，尼古丁放大了皮膚血管收縮、損害內皮依賴性皮膚血管舒張，從而影響內皮功能。
吸煙前後的皮膚溫度氧含量的變化
在最近的一項研究中，研究人員在吸煙30分鐘前後分別測量了眼眶周的溫度和氧含量。結果表明， 吸煙後溫度有相當大的上升。血氧中血紅蛋白和氧分壓均有下降 ，但血紅蛋白和二氧化碳分壓無變化。他們認為，這種機制可能是皮膚過早衰老的潛在原因。
一氧化碳(CO)是香煙煙霧中的有毒氣體之一。它迅速進入血液，與血紅蛋白結合，產生碳氧血紅蛋白(CoHb)，從而減少組織供氧。NO同樣是點燃香煙時釋放的數千種化學物質之一。外源性NO會增加動脈硬化，從而減少血液流動。 此外，香煙煙霧中的化學物質可以轉化為皮膚組織中的活性氧(ROS) 。過量的ROS會幹擾酶/基因通路，引起多種病理疾病。
煙草誘導皮膚衰老的分子基礎
煙草萃取物可直接影響膠原蛋白的生物合成。此外，它還可以透過誘導基質金屬蛋白酶引起膠原降解 。Yin等人證明，煙草萃取物處理的成纖維細胞上清液中I型和III型前膠原的產生顯著減少。他們的實驗還表明，MMP-1和MMP-3以劑量依賴的方式誘導生成。MMP-1是一種引起膠原蛋白和彈性纖維降解的分子。研究發現，在吸煙者的皮膚結締組織中發現了較高水平的MMP-1 mRNA。
在另一項體內研究中，將煙草煙霧萃取物局部和皮下註射給雄性無毛小鼠。皮下註射造成膠原蛋白損傷，腹腔註射則沒有明顯效果。
轉化生長因子(TGF-β1)是一種多功能細胞因子，具有調節細胞增殖、分化、組織重塑、修復血腦屏障等功能。在表皮中，TGF-β1透過維持組織穩態而發揮生長抑制劑的作用。但在真皮中，它透過誘導細胞外基質蛋白的合成而發揮強大的生長因子作用。該分子透過I/II型TGF-β受體啟動訊號通路，最終啟用訊息傳遞通路。2003年Yin等發現 煙草煙霧萃取物可誘匯出皮膚成纖維細胞上清中TGF-β的非功能形式。 這種非功能形式的TGF-β能下調其受體濃度，導致細胞外基質蛋白的合成減少。他們認為，這可能是煙草煙霧損害膠原蛋白代謝的又一項證據。
煙草與芳香烴途徑
煙草煙霧是 多環烴(PAHs) 的一個重要來源。這類致癌化學物質被認為是肺癌的主要原因。多環芳烴的病理作用是啟用由芳香烴受體(AhR)和AhR核轉位器(Arnt)組成的轉錄通路。AhR和Arnt屬於轉錄因子家族，其作用主要涉及發育調控、缺氧訊號傳導和晝夜節律。這類蛋白質通常與胞漿內的輔助蛋白質一起停留在非活性復合體中。在將PAH附著在AhR上之後，一些附屬蛋白從復合物中分離出來，AhR轉位到細胞核中，在那裏它將與Arnt二聚。Ahr/Arnt分子能夠啟用外源性代謝基因的轉錄，使蛋白質參與生長控制、細胞因子、核轉錄和調節細胞外基質蛋白水解。 由於煙草是多環芳烴的主要來源，推測Arh途徑可能在煙草的皮膚衰老效應中起作用。
PAH 2,3,7,8-四氯二苯並對二噁英(TCDD)和全反式維甲酸均可觸發AhR通路，並 增加正常人類角質形成細胞中的MMP-1 。將人皮膚成纖維細胞暴露於煙草煙霧萃取物中，除了導致AhR依賴性基因細胞色素P1B1 (CYP1B1)表達上調外，還會顯著誘導MMP-1 mRNA的表達。同時，AhR基因剔除則消除了萃取物引發的CYP1A1/CYP1B1轉錄增加。
煙草煙霧凝結物中含有1000多種不同的化合物;其中一些具有光毒性。因此， 光毒性可能是煙草煙霧導致皮膚過早衰老的另一種可能機制。 Placzek等人認為紫外線輻射和香煙煙霧暴露對過早衰老的影響可能與香煙煙霧的光毒性作用有關。在光溶血試驗中，人紅細胞與香煙煙霧凝結物孵育，隨後進行紫外線照射和暴露依賴性溶血測定。結果表明，煙草煙霧具有豐富的UVA和UVB輻射誘發的光毒性。富UVA輻射致溶血達到100%，富UVB輻射致溶血達到23%。
總結
皮膚老化是一個持續的過程。內在衰老是機體各器官和系統發生生理變化而產生的不可避免的改變。在環境或外部因素之間，吸煙是一個巨大的皮膚老化誘因。近年來的研究結果均表明，吸煙與皮膚過早衰老、產生皺紋、皮膚結構和表皮成分的顯著改變強烈聯關聯。
