2010年，据估计，19.3%(4530万)的美国成年人是吸烟者;其中78.2%(3540万)人每天吸烟，21.8%(990万)人偶尔吸烟。根据同一份报告，每年有44.3万人因吸烟或二手烟过早死亡，830万人因吸烟而罹患严重疾病。2018年，全球因为烟草致死的人数为800万，每6秒就有一人因其致死，吸烟者平均寿命减少10岁。估算我国2020年因为烟草致死的人数为200万人。
皮肤老化源于内在和外在因素。 内在衰老 是一种缓慢的不可逆的退化，它影响几乎全身。内在皮肤老化主要表现为皮肤皱纹、脂溢性角化等。 外部皮肤老化 最明显的部分是由长期暴露在紫外线(UV)下造成的光损伤。光损伤皮肤的特征是皮肤粗糙、色素沉着和毛细血管扩张，并可能引发恶性肿瘤。
吸烟与心血管疾病、肺癌和慢性阻塞性肺疾病之间的关系已得到充分证明。 那么，吸烟对皮肤系统是否也有不良影响呢？
尼古丁对皮肤的分子效应
吸烟相关皮肤衰老的发病机制是多因素的。有证据表明，每天吸20支烟相当于衰老了近10年。烟草产生的烟雾是至少含有3800种化合物的混合物。其中，人们已经证实了尼古丁对结缔组织的影响。
乙酰胆碱有两种不同的受体:烟碱(nAChR)和毒蕈碱(mAChR)。这两种受体都存在于皮肤中。 nAChR是一种290kda的蛋白质，由五个亚基组成的环。分子的功能取决于亚基组成。在几乎所有nAChR类型中，尼古丁都是乙酰胆碱的激动剂。
尼古丁对角质形成细胞的影响
角质形成细胞可以合成、分泌和降解乙酰胆碱。来自人类新生儿的角质形成细胞约有35400个nAChR结合位点。 尼古丁对角质形成细胞有多种作用，但主要是增强细胞间的粘附，从而抑制角质形成细胞的迁移。 这一机制可以解释吸烟者伤口愈合不良的原因。此外，它通过诱导钙内流参与角质形成细胞分化。乙酰胆碱通过烟碱通道控制表皮角质形成细胞分化的终末期。这种作用由不同基因的表达和钙内流介导，可导致角质鳞状化。 尼古丁还能促进角质形成细胞的凋亡。
尼古丁对成纤维细胞的影响
在人皮肤成纤维细胞中检测到多种特异性nAChR型，包括α3、α5、α7、β2和β4 nAChR。 尼古丁导致细胞周期调节因子p21、cyclin D1和Ki-67的扩增，以及凋亡调节因子如Bcl-2和caspase 3的扩增。 它也增加真皮基质蛋白如胶原蛋白、金属蛋白酶和弹性蛋白的基因表达。在α3敲除小鼠中，成纤维细胞生长和功能的变化与尼古丁处理的成纤维细胞相反。α7基因敲除小鼠的皮肤显示胶原蛋白I、弹性蛋白和金属蛋白酶I的数量较少。因此， 尼古丁能够诱导成纤维细胞生长、细胞外基质重塑功能程序的展开以及成纤维细胞中nAChRs结构和功能的改变。上述改变将共同作用，影响皮肤细胞外基质的结构与功能。
尼古丁对血管的影响
即使只吸一支烟也会 导致血管收缩和皮肤血液流动减少。 Black等人的研究表明，在尼古丁对人体皮肤血管系统的急性暴露中，尼古丁放大了皮肤血管收缩、损害内皮依赖性皮肤血管舒张，从而影响内皮功能。
吸烟前后的皮肤温度氧含量的变化
在最近的一项研究中，研究人员在吸烟30分钟前后分别测量了眼眶周的温度和氧含量。结果表明， 吸烟后温度有相当大的上升。血氧中血红蛋白和氧分压均有下降 ，但血红蛋白和二氧化碳分压无变化。他们认为，这种机制可能是皮肤过早衰老的潜在原因。
一氧化碳(CO)是香烟烟雾中的有毒气体之一。它迅速进入血液，与血红蛋白结合，产生碳氧血红蛋白(CoHb)，从而减少组织供氧。NO同样是点燃香烟时释放的数千种化学物质之一。外源性NO会增加动脉硬化，从而减少血液流动。 此外，香烟烟雾中的化学物质可以转化为皮肤组织中的活性氧(ROS) 。过量的ROS会干扰酶/基因通路，引起多种病理疾病。
烟草诱导皮肤衰老的分子基础
烟草提取物可直接影响胶原蛋白的生物合成。此外，它还可以通过诱导基质金属蛋白酶引起胶原降解 。Yin等人证明，烟草提取物处理的成纤维细胞上清液中I型和III型前胶原的产生显著减少。他们的实验还表明，MMP-1和MMP-3以剂量依赖的方式诱导生成。MMP-1是一种引起胶原蛋白和弹性纤维降解的分子。研究发现，在吸烟者的皮肤结缔组织中发现了较高水平的MMP-1 mRNA。
在另一项体内研究中，将烟草烟雾提取物局部和皮下注射给雄性无毛小鼠。皮下注射造成胶原蛋白损伤，腹腔注射则没有明显效果。
转化生长因子(TGF-β1)是一种多功能细胞因子，具有调节细胞增殖、分化、组织重塑、修复血脑屏障等功能。在表皮中，TGF-β1通过维持组织稳态而发挥生长抑制剂的作用。但在真皮中，它通过诱导细胞外基质蛋白的合成而发挥强大的生长因子作用。该分子通过I/II型TGF-β受体启动信号通路，最终激活信号转导通路。2003年Yin等发现 烟草烟雾提取物可诱导出皮肤成纤维细胞上清中TGF-β的非功能形式。 这种非功能形式的TGF-β能下调其受体浓度，导致细胞外基质蛋白的合成减少。他们认为，这可能是烟草烟雾损害胶原蛋白代谢的又一项证据。
烟草与芳香烃途径
烟草烟雾是 多环烃(PAHs) 的一个重要来源。这类致癌化学物质被认为是肺癌的主要原因。多环芳烃的病理作用是激活由芳香烃受体(AhR)和AhR核转位器(Arnt)组成的转录通路。AhR和Arnt属于转录因子家族，其作用主要涉及发育调控、缺氧信号传导和昼夜节律。这类蛋白质通常与胞浆内的辅助蛋白质一起停留在非活性复合体中。在将PAH附着在AhR上之后，一些附属蛋白从复合物中分离出来，AhR转位到细胞核中，在那里它将与Arnt二聚。Ahr/Arnt分子能够激活外源性代谢基因的转录，使蛋白质参与生长控制、细胞因子、核转录和调节细胞外基质蛋白水解。 由于烟草是多环芳烃的主要来源，推测Arh途径可能在烟草的皮肤衰老效应中起作用。
PAH 2,3,7,8-四氯二苯并对二恶英(TCDD)和全反式维甲酸均可触发AhR通路，并 增加正常人类角质形成细胞中的MMP-1 。将人皮肤成纤维细胞暴露于烟草烟雾提取物中，除了导致AhR依赖性基因细胞色素P1B1 (CYP1B1)表达上调外，还会显著诱导MMP-1 mRNA的表达。同时，AhR基因敲除则消除了提取物引发的CYP1A1/CYP1B1转录增加。
烟草烟雾凝结物中含有1000多种不同的化合物;其中一些具有光毒性。因此， 光毒性可能是烟草烟雾导致皮肤过早衰老的另一种可能机制。 Placzek等人认为紫外线辐射和香烟烟雾暴露对过早衰老的影响可能与香烟烟雾的光毒性作用有关。在光溶血试验中，人红细胞与香烟烟雾凝结物孵育，随后进行紫外线照射和暴露依赖性溶血测定。结果表明，烟草烟雾具有丰富的UVA和UVB辐射诱发的光毒性。富UVA辐射致溶血达到100%，富UVB辐射致溶血达到23%。
总结
皮肤老化是一个持续的过程。内在衰老是机体各器官和系统发生生理变化而产生的不可避免的改变。在环境或外部因素之间，吸烟是一个巨大的皮肤老化诱因。近年来的研究结果均表明，吸烟与皮肤过早衰老、产生皱纹、皮肤结构和表皮成分的显著改变强烈联关联。
