我們知道精神壓力會讓頭髮變白,但沒想到白髮可能黑不回來了_風聞
观察者网用户_239515-2021-04-08 15:25
來源:一席
張兵,哈佛大學幹細胞與再生生物學系博士後,西湖大學生命科學學院博導。
人到底為什麼會一夜白頭?我們覺得這個現象非常有趣,因為壓力其實是人感知層面上的東西,瞭解它如何影響身體的健康,就好比去了解精神跟身體這兩條平行線是如何交匯的。
人為什麼會一夜白頭?
2021.03.20 北京
大家好,我叫張兵,目前在西湖大學生命科學學院做研究員。我們的主要研究方向是皮膚和毛髮的再生、更新,包括傷口的癒合,以及皮膚衰老的機制等等。今天想給大家分享一下我們前一階段的工作,就是關於壓力跟白髮之間的關係。
在進入主題之前,我先給大家介紹一下我們的皮膚系統。我們的皮膚是由表皮層和真皮層構成的。對哺乳動物來説,皮膚其實是身體最大的器官,它佔到大概10%到15%的重量,它可以保護我們免受病原微生物的侵害,還可以讓我們保持恆定的體温。

皮膚也是一個最大的感覺器官,它可以讓我們感受到環境的變化,同時對外界的刺激做出反應。比如有的動物當它要打架的時候,你會看見它的毛髮立起來;還有的動物夏天會脱毛,冬天毛髮又會重新生長。
但對人來説,皮膚還有一個更加重要的功能,就是它決定了我們的顏值。一個人美不美,好不好看,其實很大程度上取決於他皮膚的狀態如何。

那到底是什麼因素影響了我們皮膚和頭髮的狀態呢?除去遺傳因素,環境和我們自身的一些變化都對皮膚健康有着深遠的影響,比如前一天晚上有沒有熬夜,睡得好不好,最近吃的東西是不是太油,心情怎麼樣等等。
在所有這些因素當中,有一個非常有趣的因素,就是精神壓力。你可能聽説過這個故事,這是法國國王路易十六的王后,瑪麗·安託瓦內特。在法國大革命期間,她被憤怒的革命者處死。據説她剛被抓的時候頭髮還是灰褐色的,而等到她被送上斷頭台時,頭髮已經全白了。這個故事可能是虛構的,但頭髮迅速變白的現象現在被廣泛稱為**「瑪麗·安託瓦內特綜合症」。**

在我們歷史上也有一個非常有名的故事。春秋時期,伍子胥被楚王追殺,在過昭關時因為犯愁如何過關,一夜之間黑髮變成了白髮。

那有沒有近一點的例子?大家對這些人物肯定很熟悉,他們都是美國總統。這差不多是他們剛剛就職時候的照片。

這是他們離任的時候。當領導壓力還是挺大的。

我們覺得這個現象非常有趣。為什麼呢?因為壓力其實是人感知層面上的東西,瞭解它是如何影響身體的健康,就好比去了解精神跟身體這兩條平行線是如何交匯的。
精神壓力會不會加速白髮產生?
作為科研工作者,有了問題,就可以設計實驗去找答案。首先我們去查了以前一些關於壓力的研究,發現在神經科學領域,其實已經存在比較成熟的動物壓力模型。
比如説一隻小鼠,你可以限制它的行動,讓它一天到晚只能呆在一個地方,你也可以讓它晝夜顛倒,或者讓它一直熬夜不睡覺。大家聽着是不是有點熟悉?可能很多朋友也每天過着這樣的生活。
通過這樣的動物模型,我們就可以去模擬人在承受壓力時身體的狀況,去進行非常精確的一種機制性的研究。

所以我們找了一些黑色的,有非常多毛髮而且毛髮還亮油油的小鼠,像不像我們剛畢業或者是剛開始工作時頭髮的狀態?

下一步,我們就給它施加了壓力。幾個月後,小鼠變成了這樣。

我們看到結果的時候非常吃驚,我們覺得壓力可能會有一些影響,但沒有想過會產生這麼大的影響。所以我們很自然地就在想,這其中到底是一種什麼樣的機制在起作用?
認識我們的頭髮
在瞭解這種機制之前,我們先了解一下我們的頭髮。人類的頭皮平均大概有10萬個毛囊(我感覺我已經沒有10萬個了),頭髮的生長和顏色,主要是由毛囊內部的幹細胞決定的。
什麼是**幹細胞?**它存在於我們身體的很多器官當中,是一種處於原始狀態的細胞。我們的身體其實並不是一個靜止的狀態,它一直在生長和更新。比如説我們皮膚的表皮,每兩個星期就會完全更新一次,這種更新的動力就是幹細胞。
幹細胞主要做兩個工作,第一就是自我複製,它可以造出更多的自己。第二,它可以分化變成別的細胞。因為它可以不停地複製、分化,所以可以讓我們的身體進行更新,維持身體的一個穩態。

而對我們的毛囊來説,存在兩種幹細胞,一種是毛囊幹細胞,一種是色素幹細胞。毛囊幹細胞主要是負責做頭髮,色素幹細胞主要是負責給頭髮上色,它們兩結合在一起就產生了有顏色的頭髮。
毛囊是有生長週期的,分為三個階段:生長期、退化期和休止期。我們人類頭皮上的毛囊大部分時間都處於生長期,生長期非常非常長,這就是為什麼我們需要不停地剪頭髮。
但對自然界很多別的動物來説,它們大部分的毛囊生長期非常短,休止期非常長,它們長毛是一波一波長的。這也是為什麼當你給寵物剪毛後,它需要很長時間才能再長回來。

那毛囊幹細胞和色素幹細胞分佈在哪裏呢?這些綠色的就是毛囊幹細胞,藍色的就是色素幹細胞,在休止期的時候它們都處於休眠狀態,它們什麼也不幹,就待在那裏。

而當毛囊進入生長期後,這兩種幹細胞就同時被激活了。毛囊幹細胞會開始做一個新的毛囊,開始產生頭髮。色素幹細胞被激活後,就會分化出成熟的色素細胞,不停地給頭髮上色,這樣我們就有了一根有顏色的頭髮。
所以我們問的第一個問題就是,精神壓力到底是影響了色素幹細胞,還是這種成熟的分化的色素細胞?
為什麼這個問題很重要,大家想一想,如果你有幹細胞的話,即使色素細胞沒有了,到下一輪毛囊週期的時候,你還是可以生成色素細胞,頭髮還有機會上色。但如果你的色素幹細胞沒了,就不可能再產生這種分化的色素細胞了。也就是説,不管再怎麼長,這頭髮永遠都是白色的了。
我們做了一個很簡單的實驗。這是我們實驗室非常常見的技術,叫做免疫熒光染色。這是顯微鏡下的照片,上面那些紅色點狀的就是色素幹細胞,下面這一團紅色的就是成熟的分化的色素細胞。然後我們就給小鼠施加壓力,看它到底影響的是哪一種細胞。

結果大家可以看到,這些成熟的色素細胞還在那裏,但是幹細胞卻消失了。所以當這種毛囊進入下一輪生長週期的時候,就只能產生白髮了。
看到這個結果的時候,我們真的非常吃驚,我們知道壓力可能會產生一些影響,但沒想到它可以直接導致一種幹細胞的消失。
那這種精神層面上的影響,到底是通過什麼樣的機制傳導到我們的皮膚裏面,然後導致皮膚裏的幹細胞消失的呢?
壓力是怎麼讓頭髮變白的?
有幾種可能性。其實跟大部分人想的不一樣,皮膚結構是比較複雜,它裏邊有非常多不同種類的細胞和組織。比如它有豐富的神經纖維,可以讓我們感知周圍的環境;它有很多免疫細胞,可以讓我們對抗病原微生物;它還有血管、脂肪細胞等等。那會不會是它們當中的某些細胞,間接地傳遞了壓力的影響?

我們首先想到了第一種可能性:免疫細胞。為什麼是免疫細胞?因為它是比較容易受精神狀態影響的一類細胞,很多免疫性疾病都跟精神壓力有關。我們就想,會不會是精神壓力導致免疫細胞紊亂,讓它們開始攻擊自身的幹細胞呢?
我們做的實驗非常簡單。有一種小鼠它先天就沒有免疫細胞,我們只要給這種小鼠施加精神壓力,看看它會不會長白髮就行了。左邊是實驗前。右邊是給它施加壓力之後。

大家可以看到,即使沒有免疫細胞,小鼠仍然可以長出白髮,這就説明免疫細胞對產生白髮的過程來説不是最重要的。
接下來我們就想,那會不會是精神壓力導致我們身體當中的一些激素增多了,比如説腎上腺素,然後這些激素由血管傳遞到皮膚的各個地方,從而導致這種效應?
所以我們又做了一個實驗,由於這些壓力激素對小鼠的生存來説並不是必須的,我們用手術的方式就可以讓它不再分泌這些激素,之後再給這隻小鼠施加壓力,看看在沒有這種激素的情況下,它會不會產生白髮。
結果大家可能也猜到了,還是一樣的,小鼠繼續產生白髮。

到目前為止我們就有點抓狂了,因為這兩種其實都是以前大家認為精神壓力導致白髮的假説,結果我們驗證了事情並不是這樣的。那就還有第三種可能,會不會是交感神經系統?
給大家簡單介紹一下什麼叫做交感神經系統。交感神經系統是我們自主神經系統的一種,自主神經系統不需要你的干預,就能自主地去工作,這也是為什麼我們睡着的時候仍然可以呼吸,心臟仍然可以跳動。
交感神經系統「纏繞」在我們身體裏絕大多數的組織和器官當中,它在應對壓力時非常活躍,並驅動着對人體來説非常重要的「戰鬥或逃跑反應」:在有壓力的情況下,交感神經系統會被激活,我們會心跳加速、出汗,肌肉也會變得更加有力。對於原始人類而言,遭遇野獸時可能是戰可能是逃,這種瞬間的應激反應對我們的生存來説是非常重要的。

我們就想,那會不會是交感神經系統的激活導致幹細胞的消失?我們首先看了看交感神經分佈在皮膚的什麼位置。結果發現它所在的位置離色素幹細胞非常近。

大家應該猜到我們接着做了什麼實驗了,其實套路都是一樣的。我們用了一種神經毒素,非常特異地去除了皮膚當中的交感神經,然後我們再給小鼠施加精神壓力。

這是對照組的小鼠,它產生了白頭髮。這是去除交感神經之後再給壓力的小鼠,結果發現它的白髮數量顯著地減少了。

看到結果我們非常驚喜,下一步我們就想,如果我們不給小鼠精神壓力,只是去激活它的交感神經,那頭髮還會變白嗎?於是我們用人工的方法,只在這個圈裏面去激活小鼠的交感神經。

大家可以看到,我們並不需要去給小鼠施加精神壓力,只要激活這種神經,就可以在任何地方產生白髮。
最終,我們在細胞和分子水平上闡明瞭這個機制到底是怎麼回事。原來,在一個正常狀態下,我們的色素幹細胞是處在一種休眠狀態。但是在壓力的狀態下,我們的交感神經系統就會被過度激活,然後釋放大量的神經遞質去甲腎上腺素分子。
這種神經遞質可以跟色素幹細胞上的一種特定的受體相結合,於是幹細胞就被喚醒了,開始大量分化,最後就導致了幹細胞庫的枯竭,產生了白髮。這就好比用打印機一下子打印1000張紙,打着打着就沒墨了,其實就是這樣一個道理。

我們在《自然》雜誌上發表這篇文章後,受到了很多的關注,也收到了很多大家的問題。第一個最常見的問題就是,那白髮還會變黑****嗎?
我想大家也知道答案了。由壓力引起的白髮,它是很難再變回去的,因為這個毛囊裏面已經沒有幹細胞了。精神壓力導致的這種幹細胞庫的枯竭,實際上是一種永久性的損傷。所以大家注意平時工作學習壓力不要太大。
其實仔細想想非常有意思。本來在人類這麼長時間的進化過程當中,這種應激的壓力反應是一種正向的保護機制,但是我們的發現證明這種保護機制也是有一些負面作用的。
而且我們進一步就可以聯想到,交感神經存在於我們身體絕大多數器官當中,它的過度激活僅僅導致了白髮嗎?還是説有一些損傷在我們身體的內部,只是我們沒有辦法看到?當然這有待於我們進一步地去研究。

還有一個問題就是,除了長白髮,老鼠掉毛了嗎?一開始我百思不得其解,為什麼老被問到這個問題,後來我明白了。
答案是yes,我們發現在精神壓力很大的時候,這些小鼠確實是會掉毛的,毛髮會更少。我們實驗室也正在做一些相關的工作,想要去了解具體的機制是什麼。
那我們可以人工干預這個過程嗎?其實是可以的,我們可以人工地去減緩皮膚和毛髮受到精神壓力的影響,或者是加快皮膚和毛髮的再生。比如我們找到了兩個方法來抑制白髮的產生。
第一個方法是,我們可以讓這些休眠的幹細胞一直沉睡,不讓它醒過來,用一些小分子的藥物就可以達到這樣的效果。我們也驗證了使用藥物後,小鼠就不會再產生白髮了。
第二種方法,就是我們可以阻斷神經遞質的作用,這也是有藥物可以用的,當我們這樣做的時候,小鼠也不會產生白髮。
接下來的一個問題是,壓力是導致白髮的唯一原因嗎?壓力確實會導致白髮,但是白髮不代表你壓力一定大,因為白髮的產生實際上是跟很多因素有關的,包括遺傳的因素,有些人營養不良也會產生白髮。

**那白頭髮會越拔越多嗎?**答案是不會。頭髮的數量取決於毛囊的數量,你拔一根,就會再長一根,只不過當色素幹細胞沒有了,長出來的就是白頭髮。白頭髮也不會越拔越少,你拔掉一根它還會再長一根。
還有一個問題非常有趣,就是白髮是否有進化優勢?人體為什麼要保留這樣一種帶副作用的功能呢?科學家有一些猜想,我們可以以大猩猩為例。成年的雄性銀背山地大猩猩在完全成熟後,背部就會長出灰色的毛髮,它可以成為首領,帶領別的大猩猩。有可能在羣居動物當中,白髮往往跟經驗或者社會地位有一些關聯,可以帶來一些附加的價值。當然這只是一種猜想。

我們實驗室主要就是研究這些系統性的因子,比如精神壓力、肥胖、衰老、懷孕、鍛鍊,是怎麼樣通過影響成體幹細胞來進一步影響我們的身體健康。這個領域其實目前還是處於一個比較早的初始的階段,研究的人不多。我們希望通過我們的研究,能夠了解這背後具體的機制,最終能夠讓我們每一個人都有一頭烏黑亮麗的頭髮。
謝謝大家。
策劃丨葉子
剪輯丨大凱
美術丨阿椒