Background: Pitkäaikainen altistuminen auringonvalon ultraviolettisäteilylle aiheuttaa ennenaikaista ihon ikääntymistä (valovanhenemista), jolle on ominaista osittain ryppyjä, muuttunut pigmentaatio ja ihon sävyn heikkeneminen. Valoikääntyneellä iholla on huomattavia muutoksia sidekudoksen kollageenisessa solunulkoisessa matriisissa. Tutkimme proteolyyttisten entsyymien perheeseen kuuluvien, matriisia hajottavien metalloproteinaasien roolia kollageenivaurioiden välittäjinä valovanhenemisessa.
Menetelmät: Tutkimme 59 valkoihoista (33 miestä ja 26 naista, iältään 21-58 vuotta), joilla oli vaalea tai kohtalainen ihon pigmentaatio, eikä kenelläkään heistä ollut nykyistä tai aiempaa ihosairautta. Vain osa osallistujista otettiin mukaan kuhunkin tutkimukseen. Säteilytimme heidän pakaroidensa ihoa fluoresoivilla ultraviolettivaloilla vakio-olosuhteissa ja otimme ihonäytteitä säteilytetyiltä ja säteilyttämättömiltä alueilta keratomilla tai reikäbiopsialla. Joissakin tutkimuksissa tretinoiinia ja sen apuaineita levitettiin iholle okkluusiossa 48 tuntia ennen ultraviolettisäteilytystä. Matriksin metalloproteinaasien ilmentyminen määritettiin in situ -hybridisaatiolla, immunohistologialla ja in situ -zymografialla. Ihon kollageenin säteilyn aiheuttamaa hajoamista mitattiin liukoisten ristisilloittuneiden telopeptidien radioimmunomäärityksellä. Matriisimetalloproteinaasien kudosinhibiittori tyyppi 1:n proteiinitaso määritettiin Western blot -analyysillä.
Tulokset: Kerta-altistus ultraviolettisäteilylle lisäsi kolmen matriksin metalloproteinaasin – kollagenaasin, 92-kd-gelatinaasin ja stromelysiinin – ilmentymistä ihon sidekudoksessa ja ihon ulommissa kerroksissa verrattuna säteilyttämättömään ihoon. Sisäisten tyypin I kollageenifibrillien hajoaminen lisääntyi 58 prosenttia säteilytetyssä ihossa verrattuna säteilyttämättömään ihoon. Kollagenaasi- ja gelatinaasiaktiivisuus pysyi maksimissaan koholla (4,4-kertaisena ja 2,3-kertaisena) seitsemän päivän ajan, kun ultraviolettisäteilylle altistettiin neljä kertaa kahden päivän välein, verrattuna perustasoon. Ihon esikäsittely tretinoiinilla (all-trans-retinoiinihappo) esti matriksin metalloproteinaasiproteiinien ja -aktiivisuuden induktiota (70-80 prosenttia) sekä sidekudoksessa että säteilytetyn ihon ulkokerroksissa. Ultraviolettisäteily indusoi myös matriisimetalloproteinaasi-1:n kudosinhibiittoria, joka säätelee entsyymiä. Tretinoiini ei vaikuttanut inhibiittorin induktioon.
Päätelmät: Moninkertainen altistuminen ultraviolettisäteilylle johtaa ihon kollageenia hajottavien matriksin metalloproteinaasien pysyvään kohoamiseen ja saattaa vaikuttaa valon ikääntymiseen. Hoito ajankohtaisella tretinoiinilla estää säteilyn aiheuttamia matriksin metalloproteinaaseja mutta ei niiden endogeenista estäjää.