L—抗坏血酸在黑素合成中的作用

杨越楠+王震宇+商进

[摘要] L-抗坏血酸是一种水溶性抗氧化剂，参与机体的多种生化反应，并起重要作用。特别在黑色素的合成方面，它不仅可以作为还原剂，使酪氨酸酶活性丧失，通过抑制黑色素合成的各种中间步骤，消耗NO，与维生素E协同，加强光保护作用抑制黑色素的合成；还可以作为氧化剂，通过其自身氧化作用、增强NO等作用促进黑色素的合成。本文就L-抗坏血酸对于黑色素细胞各方面的相关作用进行综述。

[关键词] L-抗坏血酸；黑素合成；氧化剂；还原剂

[中图分类号] R751 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2016）27-0166-03

黑色素是皮肤颜色的主要决定因素，在黑素细胞（menalocyte，MC）的黑素小体中合成，黑素细胞通过其树突状结构将黑素小体转送至角质形成细胞，在其细胞核上形成帽状结构，可以减少紫外线对细胞核的损伤[1，2]。黑素合成的生化步骤为：黑素合成的关键酶-酪氨酸酶（tyrosinase，TYR），促进体内酪氨酸生成左旋多巴（l-dihydroxyphenylalanine，L-DOPA），多巴去氢后形成多巴醌，多巴醌环化为环多巴，然后迅速氧化为多巴色素，经过一系列重排后多巴色素由异构酶催化转变5，6-二羟基吲哚-2-羧酸（5，6-dihydroxyindole-2-carboxylic acid，DHICA），并反复多聚合形成5，6-二羟基吲哚（5，6-dihydroxyindole，DHI），最后聚合物与黑素体内的结构蛋白结合形成黑素蛋白即黑素[3]。L-抗坏血酸，又称维生素C（ascorbic acid，VitC），是水溶性抗氧化剂，参与机体的多种生化反应，并起重要作用。现就L-抗坏血酸对于黑色素细胞各方面的相关作用进行总结。

1 L-抗坏血酸在黑素合成方面的抑制作用

L-抗坏血酸是一种强抗氧化剂，还原性是其最突出的特性。在黑色素合成方面的抑制作用主要通过L-抗坏血酸影响TYR的活性、多巴醌的产量以及一氧化氮（nitric oxide，NO）的作用来实现。

1.1 L-抗坏血酸抑制TYR的活性

L-抗坏血酸可直接影响酪氨酸酶的活性，从而抑制黑色素合成。TYR作为黑色素合成的限速酶，其中铜离子，处于Cu2+状态时才是有活性的，L-抗坏血酸与TYR中的Cu2+能够产生还原作用，将TYR活性中心的Cu2+，还原成Cu+，使TYR失活[4]，黑色素生成下降。

1.2 L-抗坏血酸还原多巴醌为左旋多巴

L-抗坏血酸还可减少黑色素形成的中间步骤，来完成对黑色素合成[5-7]的抑制。多巴醌，黑色素形成中基本的中间产物，多巴醌形成后，会自动发生一系列的反应最终形成黑色素。L-抗坏血酸可作为还原剂，与多巴醌结合，生成左旋多巴（L-DOPA）和脱氢抗坏血酸，当加入L-抗坏血酸的量越多，多巴醌被还原为左旋多巴就越多，从而延长黑色素合成的滞后时间，延缓了黑色素的形成[8]。

1.3 L-抗坏血酸消耗一氧化氮（NO）

L-抗坏血酸可视为一种抑制性神经递质，通过消耗NO而抑制黑色素的形成[9]。黑色素形成中NO是种强效激活因子，其信号转导途径为cGMP/PKG途径，TYR的基因被上调表达，导致黑色素的合成增加[10]。下丘脑部的NO能神经元感受器被谷氨酸和去甲肾上腺素刺激，促进Ca2+-K+的通道开放。当细胞内K+与细胞外的Ca2+大量交换时，使自由Ca2+增多，Ca2+与钙通道蛋白结合，活化神经型的一氧化氮合酶（nitric oxide synthase，nNOS），刺激神经元合成、释放NO。随着NO的释放，大量的L-抗坏血酸也随之释放，它作为负反馈调节，被氧化为去氢抗坏血酸，使大量NO被消耗，使其浓度降低[11，12]。此外Barnabe等[13]在对212例缺氧-再灌注损伤的研究中发现，在日常饮食中补充L-抗坏血酸，可减少中性粒细胞在诱导型一氧化氮合酶（iNOS）中的含量，使NO的生成下降，从而降低体内NO浓度，导致TYR活性减低，抑制了黑色素的合成。

1.4 L-抗坏血酸与维生素E（Vitamin E）有协同作用

有一定的协同作用，抗氧化作用在其共同作用下增强。细胞水相中L-抗坏血酸可抵制自由基入侵，而脂质相中由VE起主要作用。VE氧化后由L-抗坏血酸还原，使VE再生[14]，过氧化自由基的链锁反应由二者阻断，在体内的多种自由基被清除，如单氧化物、超氧化物、过氧化氢等，防止体内不饱和脂肪酸的氧化、抑制脂褐素形成[15]。Chanq等[16]的研究发现，当二者同时作用，细胞内NO生成可被抑制。Fuchs等[17]对150例正常人进行研究，让他们连续服用L-抗坏血酸与VE 50 d，发现角质形成细胞中L-抗坏血酸和VE明显增高，能够起到非常良好的光保护作用，显著减轻紫外线照射后所诱导的急性与慢性的皮肤炎症、色素沉着，进而抵制皮肤肿瘤的发生。

1.5 L-抗坏血酸的光保护作用。

有文献[18]研究发现L-抗坏血酸有光保护作用，他们选择19例轻度至中度的光损害患者，年龄36～72岁，局部使用L-抗坏血酸，不仅使fra-1基因上调，同时还可使激活蛋白-1（activator protein，AP-1）的目标基因下调。因为氨基端激酶（c-Jun N-terminal kinas，JNK）的磷酸化被阻止，进而阻止该酶的激活，导致内源性JNK蛋白的磷酸化受到抑制，AP-1活性降低，而加强机体对抗紫外线（ultraviolet，UV）所诱导的色素沉着及细胞变性。

2 L-抗坏血酸对黑色素合成方面的促进作用

L-抗坏血酸在黑色素的合成方面主要通过以下几条途径来实现，如自身氧化、促进NOS的作用、增加单羟基吲哚合成等。

2.1 L-抗坏血酸的自身氧化作用。

L-抗坏血酸除了有抗氧化的作用，在特定条件下，还可以促进氧化反应。L-抗坏血酸中含有酸性的烯醇式羟基，与过渡金属离子（transition metal ions）共存时，特别是铁离子和铜离子存在时，生成羟基（OH-）。因此羟基在被L-抗坏血酸清除时，同时还会生成半脱氢抗坏血酸负离子自由基（A-），而当该自由基堆积，没有及时清除时，继而机体会发生一系列的自由基氧化链锁式反应，促使各种不饱和脂肪酸脂质过氧化，不仅会在皮肤上形成各色的色斑，还可引起机体内环境的紊乱[19-21]。

2.2 L-抗坏血酸对一氧化氮合酶的促进作用

L-抗坏血酸可促进一氧化氮合酶（NOS）的活动。四氢生物合酶失偶联后导致一氧化氮的生成减少[22]。Kuzkaya等[23]研究发现， 内皮NOS可催化NO生成过氧化亚硝酸盐（ONOO-）。ONOO-与四氢生物喋呤（tetrahydrobiopteri BH4）反应生成三氢生物喋呤（tetrahydrobiopterin BH3）基团，从而引起BH4减少，致使BH4失偶联。L-抗坏血酸可以使BH3还原，再循环成为BH4，因此L-抗坏血酸在BH4依赖的方式中，通过增加BH4的含量促进内皮细胞中NOS的活性，使NO含量增加，促进其生物活性。Saram等[24]发现，利用L-抗坏血酸干扰内皮细胞，NOS和其底物的亲和力明显提高，促使NO合成增多。

2.3 L-抗坏血酸可作为供氢体促进黑素的合成

Waterman等[21]对白癜风患者进行研究，发现200例患者体内的L-抗坏血酸明显低于常人，这其中的原因可能是由于：白癜风患者体内是存在黑素合成的，L-抗坏血酸可作为供氢体，促进多种羟基化反应，致使DHICA还原，脱羧形成DHI，从而合成黑色素，大量的L-抗坏血酸在以上过程中被消耗，因此L-抗坏血酸具有促进黑色素合成的作用。

综上所述， L-抗坏血酸在黑素合成作用上具有双面性，在何种条件下起何种作用还需进一步的基础实验研究及临床观察予以佐证，以发挥L-抗坏血酸在色素障碍性疾病中的临床价值。以上综述为研究者的进一步研究提供一个良好的基础。

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（收稿日期： 2016-07-01）