Hintergrund: Langfristige Exposition gegenüber ultravioletter Strahlung durch Sonnenlicht verursacht eine vorzeitige Hautalterung (Photoaging), die sich unter anderem durch Falten, veränderte Pigmentierung und Verlust der Hautfarbe auszeichnet. Photogealterte Haut weist deutliche Veränderungen in der kollagenen extrazellulären Matrix des Bindegewebes auf. Wir untersuchten die Rolle der matrixabbauenden Metalloproteinasen, einer Familie von proteolytischen Enzymen, als Vermittler von Kollagenschäden bei der Lichtalterung.

Methoden: Wir untersuchten 59 Weiße (33 Männer und 26 Frauen, im Alter von 21 bis 58 Jahren) mit leichter bis mittlerer Hautpigmentierung, von denen keiner eine aktuelle oder frühere Hauterkrankung hatte. Nur ein Teil der Teilnehmer wurde in jede der Studien aufgenommen. Wir bestrahlten ihre Gesäßhaut unter Standardbedingungen mit fluoreszierendem ultraviolettem Licht und entnahmen Hautproben von bestrahlten und nicht bestrahlten Bereichen mittels Keratom oder Stanzbiopsie. In einigen Studien wurden Tretinoin und sein Vehikel 48 Stunden vor der Ultraviolettbestrahlung unter Okklusion auf die Haut aufgetragen. Die Expression von Matrixmetalloproteinasen wurde durch In-situ-Hybridisierung, Immunhistologie und In-situ-Zymographie bestimmt. Der durch die Bestrahlung verursachte Abbau von Hautkollagen wurde mittels Radioimmunoassay von löslichen vernetzten Telopeptiden gemessen. Der Proteingehalt des Gewebsinhibitors von Matrixmetalloproteinasen Typ 1 wurde durch Western-Blot-Analyse bestimmt.

Ergebnisse: Eine einmalige Exposition mit ultravioletter Strahlung erhöhte die Expression von drei Matrix-Metalloproteinasen – Kollagenase, eine 92-kd-Gelatinase und Stromelysin – im Hautbindegewebe und in den äußeren Hautschichten im Vergleich zu unbestrahlter Haut. Der Abbau körpereigener Typ-I-Kollagenfibrillen war in bestrahlter Haut im Vergleich zu unbestrahlter Haut um 58 Prozent erhöht. Die Kollagenase- und Gelatinase-Aktivität blieb sieben Tage lang maximal erhöht (um das 4,4- bzw. 2,3-fache), wenn die Haut viermal im Abstand von zwei Tagen ultravioletter Bestrahlung ausgesetzt wurde, verglichen mit den Ausgangswerten. Die Vorbehandlung der Haut mit Tretinoin (all-trans-Retinsäure) hemmte die Induktion von Matrix-Metalloproteinase-Proteinen und -Aktivität (um 70 bis 80 Prozent) sowohl im Bindegewebe als auch in den äußeren Schichten der bestrahlten Haut. Ultraviolette Bestrahlung induzierte auch den Gewebsinhibitor von Matrix-Metalloproteinasen-1, der das Enzym reguliert. Die Induktion des Inhibitors wurde durch Tretinoin nicht beeinflusst.

Schlussfolgerungen: Mehrfache Exposition gegenüber ultravioletter Strahlung führt zu einer anhaltenden Erhöhung der Matrix-Metalloproteinasen, die Hautkollagen abbauen und zur Lichtalterung beitragen können. Die Behandlung mit topischem Tretinoin hemmt die durch Bestrahlung induzierten Matrix-Metalloproteinasen, nicht aber deren endogenen Inhibitor.