Achtergrond: Langdurige blootstelling aan ultraviolette straling van zonlicht veroorzaakt vroegtijdige huidveroudering (photoaging), mede gekenmerkt door rimpels, veranderde pigmentatie, en verlies van huidskleur. Verouderde huid vertoont opvallende veranderingen in de collageenachtige extracellulaire matrix van het bindweefsel. Wij onderzochten de rol van matrix-afbrekende metalloproteïnasen, een familie van proteolytische enzymen, als mediatoren van collageen schade in photoaging.

Methoden: We onderzochten 59 blanken (33 mannen en 26 vrouwen, variërend in leeftijd van 21 tot 58 jaar) met lichte tot matige huidpigmentatie, van wie geen enkele huidige of eerdere huidziekte had. Slechts een deel van de deelnemers werd opgenomen in elk van de studies. We bestraalden de huid van hun billen met fluorescerende ultraviolette lampen onder standaardomstandigheden en namen huidmonsters van bestraalde en niet-bestraalde gebieden met behulp van keratoom of ponsbiopsie. In sommige studies werden tretinoïne en het medium daarvan 48 uur vóór de ultraviolette bestraling onder occlusie op de huid aangebracht. De expressie van matrix metalloproteïnases werd bepaald door in situ hybridisatie, immunohistologie, en in situ zymografie. Door bestraling veroorzaakte afbraak van huidcollageen werd gemeten door radioimmunoassay van oplosbare vernette telopeptiden. Het eiwitgehalte van weefselremmer van matrixmetalloproteïnasen type 1 werd bepaald door Western blot analyse.

Resultaten: Een eenmalige blootstelling aan ultraviolette straling verhoogde de expressie van drie matrix metalloproteïnases — collagenase, een 92-kd gelatinase, en stromelysine — in het bindweefsel en de buitenste huidlagen van de huid, in vergelijking met niet-bestraalde huid. De afbraak van endogene collageenfibrillen van type I werd met 58% verhoogd in bestraalde huid, vergeleken met niet-bestraalde huid. De collagenase- en gelatinase-activiteit bleef maximaal verhoogd (respectievelijk 4,4 en 2,3 maal) gedurende zeven dagen bij vier blootstellingen aan ultraviolette bestraling, met tussenpozen van twee dagen, in vergelijking met de basisniveaus. Voorbehandeling van de huid met tretinoïne (all-trans-retinoïnezuur) remde de inductie van matrixmetalloproteïnase-eiwitten en -activiteit (met 70 tot 80 procent) in zowel het bindweefsel als de buitenste lagen van de bestraalde huid. Ultraviolette bestraling induceerde ook weefselremmer van matrixmetalloproteïnases-1, die het enzym reguleert. Inductie van de remmer werd niet beïnvloed door tretinoïne.

Conclusies: Meervoudige blootstelling aan ultraviolette straling leidt tot aanhoudende verhogingen van matrix metalloproteïnases die huidcollageen afbreken en kunnen bijdragen aan fotoveroudering. Behandeling met topische tretinoïne remt door bestraling geïnduceerde matrix metalloproteïnasen, maar niet hun endogene inhibitor.