Background: Długotrwała ekspozycja na promieniowanie ultrafioletowe światła słonecznego powoduje przedwczesne starzenie się skóry (photoaging), charakteryzujące się częściowo zmarszczkami, zmienioną pigmentacją i utratą kolorytu skóry. Skóra fotostarzejąca się wykazuje wyraźne zmiany w kolagenowej macierzy zewnątrzkomórkowej tkanki łącznej. Zbadaliśmy rolę metaloproteinaz rozkładających macierz, rodziny enzymów proteolitycznych, jako mediatorów uszkodzenia kolagenu w fotostarzeniu.
Metody: Przebadaliśmy 59 białych (33 mężczyzn i 26 kobiet, w wieku od 21 do 58 lat) z jasną do umiarkowanej pigmentacją skóry, z których żaden nie miał aktualnej lub wcześniejszej choroby skóry. Tylko niektórzy z uczestników zostali włączeni do każdego z badań. Napromienialiśmy ich skórę pośladków fluorescencyjnymi lampami ultrafioletowymi w standardowych warunkach i pobieraliśmy próbki skóry z napromieniowanych i nienapromieniowanych obszarów za pomocą keratomu lub biopsji punkcyjnej. W niektórych badaniach tretinoina i jej nośnik były aplikowane na skórę pod okluzją 48 godzin przed naświetlaniem ultrafioletowym. Ekspresję metaloproteinaz macierzy określano za pomocą hybrydyzacji in situ, immunohistologii i zymografii in situ. Degradację kolagenu skóry wywołaną promieniowaniem mierzono metodą radioimmunologiczną rozpuszczalnych usieciowanych telopeptydów. Poziom białka tkankowego inhibitora metaloproteinaz macierzy typu 1 określono za pomocą analizy Western blot.
Wyniki: Pojedyncza ekspozycja na promieniowanie ultrafioletowe zwiększała ekspresję trzech metaloproteinaz macierzy — kolagenazy, żelatynazy 92-kd i stromelizyny — w tkance łącznej skóry i zewnętrznych warstwach skóry, w porównaniu ze skórą nienapromienianą. Degradacja endogennych włókien kolagenu typu I była zwiększona o 58% w napromieniowanej skórze, w porównaniu ze skórą nienapromieniowaną. Aktywność kolagenazy i żelatynazy pozostawała maksymalnie podwyższona (odpowiednio 4,4 i 2,3 razy) przez siedem dni po czterech ekspozycjach na promieniowanie ultrafioletowe, w odstępach dwudniowych, w porównaniu z poziomem wyjściowym. Wstępne traktowanie skóry tretinoiną (kwas all-trans-retinowy) hamowało indukcję białek i aktywności metaloproteinazy macierzy (o 70-80%) zarówno w tkance łącznej, jak i w zewnętrznych warstwach napromieniowanej skóry. Promieniowanie ultrafioletowe indukowało również tkankowy inhibitor metaloproteinaz macierzy-1, który reguluje działanie enzymu. Na indukcję tego inhibitora nie miała wpływu tretinoina.
Wnioski: Wielokrotne ekspozycje na promieniowanie ultrafioletowe prowadzą do trwałego podwyższenia stężenia metaloproteinaz macierzy, które degradują kolagen skóry i mogą przyczyniać się do fotostarzenia. Leczenie miejscową tretinoiną hamuje indukowane napromieniowaniem metaloproteinazy macierzy, ale nie ich endogenny inhibitor.