Biochimica e fotoprotezione

La biochimica del photoaging

Dott. Carlo Alberto Bartoletti, Pres. Società Italiana di Medicina Estetica Dott. Ferdinando Terranova

Un tempo la bellezza femminile era nel candore, oggi nell’abbronzatura calda e dorata. Ma sotto la cute covano le alterazioni cumulative prodotte dai raggi Ultravioletti 
Fu Kligman, per primo nel 1989, a coniare il termine “photoaging” (1), un fenomeno che si realizza in modo assai diverso nei vari soggetti e nelle differenti regioni del corpo, giungendo a provocare oltre l’80% del degrado della cute lungamente irradiata (2). La normale architettura di una cute giovane è stata paragonata all’ordinata e rigogliosa geometria di un giardino ben curato che, per effetto del photoaging, può essere trasformata nell’incontrollata anarchia di una giungla. La cute cronicamente fotoesposta, risulta ruvida, chiazzata da vistose discromie e solcata dalle profonde incisure di una rugosita’ grossolana. La consistenza è rigida, anelastica. Si riscontra un aumento di spessore a carico dello strato corneo e dell’epidermide in toto. La giunzione tra i due tessuti (GDE) è frastagliata dallo sviluppo di papille e creste diseguali in forma e dimensione. Anche il derma è fortemente ispessito: fibroblasti e mastociti manifestano incremento numerico e segni di attivazione funzionale (3); un infiltrato cronico si accumula in sede pervasale; le fibre collagene appaiono raccolte in fasci irregolari e frammentati (4, 5); l’intreccio delle fibre elastiche è del tutto scompaginato (6), mentre si osservano ammassi voluminosi di un materiale anomalo, finemente granulare, (7) che, per le sue affinita’ istochimiche ed immunologiche con l’elastina, viene definito “elastosico”. L’attivita’ fotobiologica degli UVB consegue, principalmente, al loro assorbimento da parte del DNA cheratinocitario, che subisce danni diretti: si formano legami anomali fra residui di timina contigui lungo una stessa sequenza polinucleotidica, la quale viene, in tal modo, distorta. Benchè la gran parte dei guasti sia subito riparata, esigui dosaggi UVB bastano a produrre alterazioni genomiche tali da determinarne la morte per apoptosi di alcune cellule dell’epidermide, (sunburn cells) (8), mentre in altre residuano difetti permanenti (mutazioni) che, sommandosi, pongono le basi per il degrado senile e per la degenerazione neoplastica (9); allorchè una mutazione disattiva una copia dell’anti-oncogene p53, si sviluppa una precancerosi (cheratosi attinica) (10). Viceversa, gli UVA penetrano in profondita’ fino al derma, realizzando effetti lesivi indiretti (11), mediati attraverso l’eccitazione di cromofori cutanei (12,13,14) che, a loro volta, trasferiscono l’energia incamerata all’ossigeno, dando vita alle specie reattive dello stesso (ROS). La produzione foto-indotta di agenti ossidanti viene amplificata da una serie di circoli viziosi: gli UVA danneggiano il DNA mitocondriale; in particolare, la delezione a carico della coppia di basi n. 4977 è stata definita “common deletion” per la sua alta incidenza nei fibroblasti delle aree fotoesposte (15,16). Conseguentemente, vengono compromessi gli apparati enzimatici della catena respiratoria, il che porta ad un più elevato rilascio di ROS (17). Inoltre, nelle aree cutanee fortemente irradiate, si intensificano i processi di glicosilazione non enzimatica, come testimoniato dall’aumentata concentrazione dei relativi marker biochimici (gli AGE, ossia gli advanced glycosilation endproducts) (18); questi composti, oltre ad alterare la morfologia e la fisiologia tessutale, sono fotosensibilizzanti ed incrementano la produzione di ROS (19,20). Fotosensibilizzante risulta anche il materiale cellulare ossidato, che tende ad addensarsi in aggregati insolubili di tipo lipofuscinico; questi divengono inattaccabili da parte dei proteasomi (apparati cellulari per lo smaltimento delle scorie) ed, anzi, esercitano su di essi un effetto inibitorio, determinando un ulteriore aumento dei detriti indigeriti (21). Infine, l’esposizione cutanea agli UV stimola la secrezione di citochine e chemiochine (22) che richiamano ed attivano una vasta popolazione di leucociti. Questi riversano nei tessuti l’anione superossido, prodotto per azione della NADPH-ossidasi; anche i cheratinociti contengono una NADPH-ossidasi che raddoppia la sua attivita’ dopo 20 minuti di irraggiamento UV (23). I ROS sono in grado di innescare catene di reazioni ossidative che alterano non solo i bilayers fosfolipidici delle membrane (lipo-perossidazione) (24) ma anche il materiale genetico (25,26) e i costituenti cellulari ed extracellulari di natura proteica (27). Per di più, gli UVA e lo stress ossidativo fotoindotto disturbano, con interferenze a livello recettoriale e post-recettoriale, il complicato intreccio di segnali biochimici che governa l’omeostasi cellulare. Gli ultravioletti sono in grado di eccitare i recettori di membrana per l’EGF (28), per l’IL-1b (29) e per il TNF-a, inducendo, quindi, risposte simili a quelle normalmente prodotte dall’interazione con lo specifico ligando. Tra meccanismi che possono spiegare il fenomeno, vi sono l’impulso alla dimerizzazione recettoriale (che costituisce una fase cruciale della fisiologica attivazione); l’innesco delle tirosin-chinasi associate ai recettori (30) (cui segue la trasmissione del segnale, mediata dalla conversione in forma fosforilata dei trasduttori post-recettoriali); l’inibizione delle fosfatasi che, normalmente, riconvertono i trasduttori allo stato defosforilato inattivo (31,32). Tale deviazione degli apparati di controllo determina un improprio innesco dei fattori di trascrizione AP-1 ed NFk-B; questi si legano al DNA, su particolari sequenze promoter, inducendo la sintesi di m-RNA a partire da specifici geni target (33). Tra le proteine delle quali viene, cosi’, promossa l’espressione, vi sono le Metalloproteinasi della matrice (MMP), endopeptidasi zinco-dipendenti, capaci, nel loro insieme, di degradare tutti i componenti della sostanza intercellulare del connettivo. Sono stati, sinora, identificati circa 20 enzimi di questa classe. In base all’attivita’, sono distinti in collagenasi (in grado di iniziare la degradazione della struttura a tripla elica del collagene fibrillare), gelatinasi (interrompono i legami peptidici dei frammenti di collagene già parzialmente digerito), stromelisine (riconoscono, come substrati, il collagene IV, la laminina, la fibronectina e le core proteins dei proteoglicani) ed elastasi. Le MMP sono prodotte da fibroblasti, cellule endoteliali, cheratinociti, linfociti, mastociti, neutrofili, eosinofili, macrofagi. Per la gran parte, non risultano espresse in situazioni normali o lo sono a concentrazioni molto basse. Alcune citochine (34), come IL-1, IL-6 (35) ,TNF-a, TGF-a, EGF e PDGF, ne stimolano la sintesi ed il rilascio, altre, tra cui TGF-b ed IL-4, possiedono effetto inibitorio. Molte MMP sono secrete sotto forma di pro-enzimi inattivi. Inoltre, in condizioni di base, la funzione delle MMP viene impedita da antagonisti specifici (TIMP). Le MMP intervengono fisiologicamente nei processi di remodelling tessutale connessi all’embriogenesi, ed all’accrescimento, oltre che nel normale turnover della matrice. La concentrazione e l’attivita’ delle MMP aumentano drammaticamente in situazioni patologiche (36), come nella flogosi acuta e cronica, nella riparazione tessutale, nella riepitelizzazione delle ferite cutanee. In alcune affezioni, l’eccessivo degrado della matrice extracellulare provocato da una troppo elevata funzione delle MMP assume un rilievo patogenetico: tra queste, l’osteoartrosi, l’ A.R., le ulcere cutanee croniche, le periodontopatie. Nelle neoplasie, le MMP concorrono ai fenomeni di infiltrazione, metastatizzazione e neovascolarizzazione. Le MMP partecipano allo sviluppo delle alterazioni tipiche dell’invecchiamento fotoindotto (37,38,39). La luce solare, anche in seguito ad esposizioni assai modeste, è in grado di incrementare notevolmente la sintesi di MMP, cosicchè queste sfuggono al controllo dei rispettivi inibitori (40,41,42). Dosaggi UVB tra 0,1 e 0,5 MED (ben al di sotto, quindi, della soglia eritematogena e corrispondenti a pochi minuti di sole estivo) bastano a produrre, nei fibroblasti del derma, aumenti significativi delle MMP; per mantenere elevata l’attivita’ tessutale di questi enzimi è sufficiente che il lieve irraggiamento sia ripetuto a giorni alterni (43). La secrezione fotoindotta di citochine da parte dei fibroblasti e cheratinociti concorre, con meccanismi autocrini e paracrini, ad incrementare, negli stessi elementi, l’entita’ e la durata della produzione di MMP; inoltre richiama ed attiva una popolazione leucocitaria che, a sua volta, rilascia sia ROS, sia citochine, sia MMP (44,45). Un ulteriore causa dell’incremento delle MMP nella cute fotoesposta sta nell’accelerata progressione verso la senescenza replicativa. Tale condizione, definita come una sorta di “età pensionistica” delle cellule, è caratterizzata dal blocco delle mitosi e da una complessa serie di alterazioni funzionali (46) che rende improduttiva ed, anzi, svantaggiosa per la fisiologia tessutale (47) la permanenza degli elementi compromessi. Tra l’altro, i fibroblasti senescenti esprimono alti livelli di MMP e basse attivita’ di TIMP (48), trasformandosi da cellule produttrici di matrice in artefici del degrado della stessa (49). La senescenza replicativa è un processo correlato principalmente al chronoaging: interviene quando le cellule hanno portato a termine il numero massimo di duplicazioni concesse dal “contascatti mitotico” localizzato nei telomeri (segmenti terminali dei cromosomi) (50). Studi recenti hanno, tuttavia, dimostrato che le alterazioni genomiche fotoindotte erodono i telomeri (51), destabilizzandone la disposizione ad anello (loop) (52), in modo da avviare la cascata di eventi che porta all’innesco di p53 ed all’aumento delle proteine p21 e p16. In tal modo, nelle aree cutanee cronicamente irradiate, si accumula una quota di cheratinociti e fibroblasti senescenti assai più numerosa rispetto quella reperibile, nello stesso soggetto, in zone abitualmente coperte (53, 54, 55). Le manifestazioni cliniche dell’eccesso di attivita’ delle MMP sono molto precoci; nel topo una ridotta elasticita’ della cute e la comparsa delle prime rugosita’ si evidenziano dopo appena qualche settimana di ripetuto irraggiamento UV, a dosi sub-eritematogene (56,57). Negli anni, l’indiscriminata ed ininterrotta attivita’ proteolitica delle MMP sull’intera compagine proteica della matrice (fibre collagene ed elastiche (58, 59), componenti polipeptidiche dei proteoglicani, nectine, costituenti della GDE), conduce ad un progressivo scompaginamento del derma. I fibroblasti reagiscono contro il degrado della sostanza intercellulare, realizzando un incremento dei processi di sintesi, testimoniato dagli aspetti citologici di attivazione funzionale. Gli interventi di riparazione risultano, però, incompleti e disorganizzati (60). Al disordine nella neosintesi della matrice connettivale contribuiscono:

  1. lo squilibrio nella produzione dei diversi componenti delle fibre elastiche e/o nel loro assemblaggio. Le radiazioni UV (61) e lo stress ossidativo ad esse connesso inducono un frenetico incremento della sintesi dell’elastina (62), realizzato, almeno in parte, attraverso modifiche post-trascrizionali del relativo mRNA (63); il fenomeno è stato riscontrato non solo nei fibroblasti, ma anche nei cheratinociti (64). Viceversa, le proteine fibrillari che costituiscono l’involucro esterno della fibra elastica subiscono una grave deplezione, dovuta sia ad un’intensa attivita’ proteolitica (65), sia ad una ridotta espressione del mRNA della fibrillina-1. L’elastina neosintetizzata, incapace di aggregarsi in modo corretto, si accumula disordinatamente.
  2. la ridotta produzione di collagene I e III; a determinare questa carenza, concorrono sia l’inibizione che i frammenti polipeptidici della proteolisi del collagene sono in grado di indurre nella neosintesi dello stesso (66,67), sia l’interferenza che il fattore AP-1 esercita sulla trascrizione dei geni del procollagene (68), sia la diminuzione dello stimolo che, normalmente, il TGF-b opera sui fibroblasti. Quest’ultimo fenomeno consegue ad un’attivita’ inibitoria dell’AP-1 sul TBF-b (69) ed ad un effetto, UV-mediato, di down-regulation dei recettori cellulari per tale citochina (70).
  3. la diminuizione, che gli UV determinano, nella produzione del collagene VII (costituente delle fibrille ancoranti), testimoniata anche dalla bassa presenza del relativo mRNA (71). Ciò, insieme alla contemporanea scomparsa delle fibre elastiche ossitalane dell’asse papillare (72), configura una profonda alterazione della GDE e del derma superficiale limitrofo.
  4. il “rilasciamento” della matrice: man mano che viene degradata, la sostanza intercellulare perde tensione meccanica. Ciò innesca un ennesimo circolo vizioso, perché i fibroblasti, non più sottoposti a sollecitazione tensionale, non solo riducono le attivita’ di sintesi (73), ma vanno anche incontro a processi di apoptosi (74).
  5. la digestione delle unita’ polipeptidiche che concorrono a formare i proteoglicani (core-proteins, link-proteins, ecc): ciò impedisce alle catene polisaccaridiche dei glucosaminoglicani di assemblarsi in modo corretto; le alterazioni del feltro dei proteoglicani impediscono alle fibre collagene ed elastiche di disporsi in modo ben orientato.

Tutto ciò si traduce nella deposizione di una matrice degenerata, che assume caratteri morfologici simil-cicatriziali: la dermatoeliosi rivestirebbe, pertanto, i connotati patogenetici di una “cicatrice solare” (75). I retinoidi consentono di ottenere significative regressione dei segni cutanei prodotti dalle fotoesposizioni pregresse (76, 77, 78, 79); la loro attivita’ pare, almeno in parte, legata all’incremento della sintesi di TGF-b (80). Inoltre, i farmaci retinoidi sembrano poter svolgere un ruolo nella prevenzione, contrastando l’insorgenza di nuove manifestazioni di danno attinico. Il pretrattamento topico con tretinoina è, infatti, in grado di impedire che successive fotoesposizioni provochino un incremento della sintesi delle MMP. (81). E’ stato dimostrato che i retinoidi possono bloccare la sequenza biochimica che conduce alla formazione dell’induttore AP-1. Il prossimo futuro, molto probabilmente, ci riserva la disponibilità di una nuova classe di farmaci inibitori delle MMP, il cui studio è in fase avanzata. La ricerca, al momento, è finalizzata soprattutto ad individuare nuove possibilità terapeutiche per le patologie osteo-articolari e per le neoplasie (82, 83, 84, 85). Anche in campo dermatologico, comunque, sono state pubblicate alcune interessanti sperimentazioni. Estratti di malto ottenuti, con metodo biotecnologico, hanno evidenziato attivita’ TIMP-mimetica (86). Estratti di Sanguisorba Officinalis sono capaci di contrastare l’azione delle elastasi rilasciate dai fibroblasti e dai macrofagi (87). Un inibitore delle MMP, il fosforamidone, è stato modificato in modo da agevolarne l’assorbimento percutaneo; la sua applicazione topica ha impedito che una reiterata esposizione agli UV inducesse, nel topo, la comparsa di quei segni clinici ed istologici del fotodanneggiamento che, invece, si sono regolarmente manifestati nei controlli (88). Un altro antagonista delle metalloproteinasi, ottenuto per sintesi ed attivo per via topica, è stato presentato in un recentissimo articolo (89). Infine, va ricordato che l’applicazione di preparati a base di vitamina C si è dimostrata in grado di incrementare la concentrazione, nel derma, dell’inibitore tessutale TIMP-1 (90), mentre l’a-tocoferolo, nell’ambito delle funzioni non connesse all’attivita’ di radical scavenger, realizza un blocco della protein-chinasi C, in modo da ridurre l’incremento dell’espressione delle MMP connesso al chronoaging (91).

La fotoprotezione dal Centro America

La Polipodium Leucotomos è una felce originaria del Centro America e l’ estratto del suo rizoma è particolarmente ricco (3-10%) di composti fenolici. Questi agiscono come filtri interni per assorbire i raggi Ultravioletti e sono prodotti in quantità elevata dalle piante filogeneticamente più antiche, che si dovettero adattare alla vita terrestre evolvendo da piante acquatiche. In recenti studi, la Polipodium Leucotomos ha dimostrato in vitro un’ attivita neutralizzante selettiva dell’ ossigeno singoletto e dell’ anione superossido, temuti radicali liberi generati dagli UV. La Polipodium Leucotomos ha inoltre permesso di aumentare la sopravvivenza cellulare e di mantenere l’integrita’ del citoscheletro e la funzionalita’ di fibroblasti e di cheratinociti irradiati. Dai dati si evince che la produzione di PG2_ è ridotta del 90% e quella di IL-1 e di TNF-_ del 50%. Al contrario la produzione di collagenasi MMP-1 da fibroblasti irradiati è ridotta dell’ 80%. Inoltre, l’isomerizzazione dell’acido urocanico appare ridotta del 17%. Secondo i ricercatori, la Polipodium Leucotomos va considerato come un antiossidante con attivita’ fotoprotettrice nell’ uomo, con fattore di protezione, dopo esposizione ad UVB, pari a 3. Nell’ uomo, infatti, la Polipodium Leucotomos è capace di prevenire le alterazioni morfologiche e la scomparsa delle cellule di Langerhans causate da esposizioni solari e di inibire la tolleranza immune al Nichel indotta da esposizioni UVB. In studi condotti su modelli murini, si è visto che la somministrazione preventiva di Polipodium Leucotomos previene il fotoinvecchiamento evita la comparsa di cheratinociti atipici e riduce significativamente l’ infiltrato mastocitario, la formazione di nuovi vasi dermici e il grado di elastosi causati da esposizioni UVB ripetute. In conclusione la Polipodium Leucotomos presenta proprietà antiossidanti di assoluto interesse, e potenzialita’ ancora in gran parte inesplorate, per la fotoprotezione e la fototerapia.

BIBLIOGRAFIA

1 Kligman LH – Photoaging. Manifestations, prevention and treatment – Clin Geriatr Med 1989;5:235-251
2 Gilchrest BA- Skin agin and photoaging: an overview. – J Am Acad Dermatol 21:510-513, 1989
3 Kligman LH, Murphy GF – Ultraviolet B radiation increases hairless mouse mast cells in a dose-dependent manner and alters distribution of UV-induced mast cell growth factor- Photochem Photobiol 1996 Jan;63(1):123-7
4 Trautinger F, Mazzucca K, Knobler RM, Irenz A, Kokaschka EM – UVA and UVB-induced changes in hairless mouse skin collagen – Arch Dermatol Res 1994;286:490-4
5 Schwartz E, Cruickshank FA, Christensen CC Perliosh JS Lebwohl M – Collagen alterations in chronically sun-damaged human skin – Photochem Photobiol 1993;58:841-844
6 Werth VP, Kalathil SE, Jaworsky C – Elastic fiber-assaciated proteins of skin in development and photoaging – Photochem Photobiol 1996;63:308-313
7 Tsuji T – Scanning electron microscope studies of solar elastosis – Br J Dermatol 1980 Sep;103(3):307-312
8 Kawagishi N, Hashimoto Y, Takahashi H, Ishida-Yamamoto A, Iizuka H – Epidermal cell kinetics of pig skin in vivo following UVB irradiation: apoptosis induced by UVB is enhanced in hyperproliferative skin condition.- J Dermatol Sci 1998 Sep;18(1):43-53
9 Hadshiew IM, Eller MS, Gilchrest BA – Skin aging and photoaging: the role of DNA damage and repair – Am J Contact Dermat. 2000 Mar;11(1):19-25
10 Ziegler A, Jonason AS, Leffell DJ et al – Sunburn and p53 in the onset of skin cancer – Nature 1994;372:773-6
11 Yamamoto Y – Role of active oxygen species and antioxidants in photoaging – J Dermatol Sci 2001 Aug;27:1-4
12 Dalle Carbonare M, Pathak MA – Skin photosensitizing agents and the role of reactive oxygen species in photoaging. – J Photochem Photobiol B 1992 Jun 30;14(1-2):105-24
13 Frati E, Khatib AM, Front P, Panasyuk A, Aprile F, Mitrovic DR – Degradation of hyaluronic acid by photosensitized riboflavin in vitro. Modulation of the effect by transition metals, radical quenchers, and metal chelators – Free Radic Biol Med 1997;22(7):1139-44
14 Hanson KM, Simon JD – Epidermal trans-urocanic acid and the UV-A-induced photoaging of the skin – Proc Natl Acad Sci U S A 1998 Sep 1;95(18):10576-8
15 Berneburg M, Gattermann N, Stege H, Grewe M, Vogelsang K, Ruzicka T, Krutmann J – Chronically ultraviolet-exposed human skin shows a higher mutation frequency of mitochondrial DNA as compared to unexposed skin and the hematopoietic system – Photochem Photobiol 1997 Aug;66(2):271-5
16 Birch- Machin MA, Tindall M, Turner R et al – Mitochondrial DNA deletions in human skin reflect photo rater than chronological aging – J Invest Dermatol 1998:110:149-152
17 Gniadecki R, Thorn T, Vicanova J, Petersen A, Wulf HC – Role of mitochondria in ultraviolet-induced oxidative stress.- J Cell Biochem 2000 Feb 1;80(2):216-222
18 Mizutari K, Ono T, Ikeda K, Kayashima K, Horiuchi S – Photo-enhanced modification of human skin elastin in actinic elastosis by N(epsilon)-(carboxymethyl)lysine, one of the glycoxidation products of the Maillard reaction. – J Invest Dermatol 1997 May;108(5):797-802
19 Masaki H, Okano Y, Sakurai H – Generation of active oxygen species from advanced glycation end-products (AGE) under ultraviolet light A (UVA) irradiation – Biochem Biophys Res Commun 1997 Jun 18;235(2):306-10
20 Wondrak GT, Roberts MJ, Jacobson MK, Jacobson EL – Photosensitized Growth Inhibition of Cultured Human Skin Cells: Mechanism and Suppression of Oxidative Stress from Solar Irradiation of Glycated Proteins – J Investig Dermatol, 2002; 119(2): 489
21 Friguet B, Bulteau AL, Chondogianni N, Petropoulos I – Protein degradation by the proteasome and its implication in aging – Ann NY Acad Sci 2000; 908:143-145
22 Hruza LL, Pentland AP – Mechanisms of UV-induced inflammation – J Invest Dermatol 1993;100 1(35S-41S)
23 Fisher GJ, Kang S, Varani J, Bata-Csorgo Z, Wang Y, Datta S, Voorhees JJ- Mechanisms of photoaging and chronological skin aging – Arch Dermatol 2002 Nov;138(11):1462-70
24 Salmon S, Haigle J, Bazin M, Santus R, Maziere JC, Dubertret L – Alteration of lipoproteins of suction blister fluid by UV radiation – J Photochem Photobiol B 1996 May;33(3):233-8
25 Ames BN, Shigenaga MK, Hagen TM – Oxidants, antioxidants and degenerative deseases and aging – Proc Natl Acad Sci USA 1993;90:7915-22
26 Fraga CG, Shigenave MK, Park JW, Degan P, Ames BN – Oxidative damage to DNA during aging: 8-hydroxy-2-deoxyguanosine in rat organ DNA and urine – Proc. Nati. Acad. USA 1990;87: 4533 -4537
27 Sander CS, Chang H, Salzmann S, Müller CSL, Ekanayake-Mudiyanselage S, Elsner P, Thiele JJ – Photoaging is Associated with Protein Oxidation in Human Skin In Vivo – J Investig Dermatol 2002; 118(4):618
28 Rosette C, Karin M – Ultraviolet light and osmotic stress: activation of the JNK cascase through multiple growth factor and cytokine receptors – Science 274:1194-1197, 1996
29 Wan Y, Belt A, Wang Z, Voorhees J, Fisher G – Transmodulation of epidermal growth factor receptor mediates IL-1beta-induced MMP-1 expression in cultured human keratinocytes – Int J Mol Med 2001 Mar;7(3):329-34
30 Wan YS, Wang ZQ, Voorhees J, Fisher G – EGF receptor crosstalks with cytokine receptors leading to the activation of c-Jun kinase in response to UV irradiation in human keratinocytes – Cell Signal 2001 Feb;13(2):139-44
31 Gross S, Knebel A, Tenev T, Neininger A, Gaestel M, Herrlich P, Bohmer FD – Inactivation of protein-tyrosine phosphatases as mechanism of UV-induced signal transduction – J Biol Chem 1999 Sep 10;274(37):26378-86
32 Bender K, Blattner C, Knebel A, Iordanov M, Herrlich P, Rahmsdorf HJ – UV-induced signal transduction – J Photochem Photobiol B 1997 Jan;37(1-2):1-17
33 Fisher GJ, Talwar HS, Lin J, Lin P, McPhillips F, Wang Z, Li X, Wan Y, Kang S, Voorhees JJ – Retinoic acid inhibits induction of c-Jun protein by ultraviolet radiation that occurs subsequent to activation of mitogen-activated protein kinase pathways in human skin in vivo. – J Clin Invest 1998 Mar 15;101(6):1432-40
34 Wong WR, Kossodo S, Kochevar IE – Influence of cytokines on matrix metalloproteinases produced by fibroblasts cultured in monolayer and collagen gels – J Formos Med Assoc 2001 Jun;100(6):377-382
35 Brenneisen P, Wlaschek M, Wenk J, Blaudschun R, Hinrichs R, Dissemond J, Krieg T, Scharffetter-Kochanek K – Ultraviolet-B induction of interstitial collagenase and stromelyin-1 occurs in human dermal fibroblasts via an autocrine interleukin-6-dependent loop – FEBS Lett 1999 Apr 16;449(1):36-40
36 Herouy Y – Matrix metalloproteinases in skin pathology – Int J Mol Med 2001 Jan;7(1):3-12
37 Scharffetter K, Wlaschek M, Hogg A, Bolsen K, Schotharst A, Gaerz G, Krieg I, Plewig G – UVA irradiation induces collagenase in human dermal fibroblasts in vitro and in vivo – Arch Dermatol Res 1991:283:506-511
38 Petersen M J, Hansen C, Craig S – Ultraviolet A irradiation stimulates callagenase production in cultured human fibroblasts – J Invest Dermatol 1992;99:440-444
39 Koivukangas V, Kalliai’nen M, Autia- Harmainen H, Oikarinen A – UV irradiation induces the expression of gelatinases in human skin in vivo – Acta Derm Venereol 1994; 74:279-282
40 Lahmann C, Young AR, Wittern KP, Bergemann J – Induction of mRNA for matrix metalloproteinase 1 and tissue inhibitor of metalloproteinases 1 in human skin in vivo by solar simulated radiation – Photochem Photobiol 2001 Jun;73(6):657-663
41 Brenneisen P, Oh J, Wlaschek M, Wenk J, Briviba K, Hommel C, Herrmann G, Sies H, Schaiffetter- Kochanek K – UVB wavelength dependence for the regulation of two major matrix metalloproteinases and their inhibitor TIMP1 in human dermal fibroblasts – Photochem Photohiol 1996;64:649- 657
42 Fisher GJ, Wang ZQ, Datta SC, Varani J, Kang S, Voorhees JJ – Pathophysiology of premature skin aging induced by ultraviolet light.- N Engl J Med 1997 Nov 13;337(20):1419-28
43 Varani J, Fisher GJ, Kang S, Voorhees JJ – Molecular mechanisms of intrinsic skin aging and retinoid-induced repair and reversal. – J Investig Dermatol Symp Proc 1998 Aug;3(1):57-60
44 Hase T, Shinta K, Murase T, Tokimitsu I, Hattori M, Takimoto R, Tsuboi R, Ogawa H – Histological increase in inflammatory infiltrate in sun-exposed skin of female subjects: the possible involvement of matrix metalloproteinase-1 produced by inflammatory infiltrate on collagen degradation. – Br J Dermatol 2000 Feb;142(2):267-73
45 Fisher GJ, Choi HC, Bata-Csorgo Z, Shao Y, Datta S, Wang ZQ, Kang S, Voorhees JJ – Ultraviolet irradiation increases matrix metalloproteinase-8 protein in human skin in vivo – J Invest Dermatol 2001 Aug;117(2):219-26
46 Hayflick L, Moorehead PS – The serial cultivation of human diploid cell strains – Exp Cell Res 1961;25:585-621
47 Allsopp RC, Harley CB – Evidence for a critical telomere length in senescent human fibroblasts – Exp Cell Res 1995 Jul;219(1):130-6
48 Millis AJ, Hoyle M, McCue HM, Martini H. Differential expression of metalloproteinase and tissue inhibitor of metalloproteinase genes in aged human fibroblasts. Exp Cell Res. 1992 Aug;201(2):373-9
49 West MD, Pereira-Smith OM, Smith JR- Replicative senescence of human skin fibroblasts correlate with a loss of regulation and overexpression of collagenase activity
50 Blackburn EH – Structure and function of telomeres – Nature 350:569-573, 1991
51 Oikawa S, Tada-Oikawa S, Kawanishi S – Site-specific DNA damage at the GGG sequence by UVA involves acceleration of telomere shortening – Biochemistry 2001 Apr 17;40(15):4763-8
52 Gilchrest BA – Skin aging 2003: recent advances and current concepts – Cutis 2003;72 (suppl 3):5-10
53 Gilchrest BA. Relationship between actinic damage and chronologic aging in keratinocyte cultures of human skin. J Invest Dermatol. 1979 May;72(5):219-23
54 Gilchrest BA. Prior chronic sun exposure decreases the lifespan of human skin fibroblasts in vitro. J Gerontol. 1980 Jul;35(4):537-41
55 Jacobson- Kram D, Roe J L, Wihiams J R, Gange R W, Parrish J A – Decreased in vitro lifespan of fibroblasts derived from skin exposed to photochemotherapy in vivo – Lancet 1982;18:1399-1400
56 Takema Y, Imokawa G – The effects of UVA and UVB irradiation on the viscoelastic properties of hairless mouse skin in vivo – Dermatology 1998;196(4):397-400
57 Imayama S, Nakamura K, Takeuchi M, Hori Y, Takema Y, Sakaino Y, Imokawa G – Ultraviolet-B irradiation deforms the configuration of elastic fibers during the induction of actinic elastosis in rats – J Dermatol Sci 1994 Feb;7(1):32-8
58 Ashworth JL, Murphy M, Rock MJ, Sherratt MJ, Shapiro SD, Shuttleworth CA, Kielty CM – Fibrillin degradation by matrix metalloproteinases: implications for connective tissue remodelling – Biochem J, 1999;340: 171-181
59 Tsuji N, Moriwaki S, Suzuki Y, Takema Y, Imogawa G -The role of elastases secreted by fibroblasts in wrinkle formation: implication through selective inhibition of elastase activity – Photochem Photobiol. 2001 Aug;74(2):283-90
60 Jenkins G – Molecular mechanisms of skin ageing – Mech Ageing Devel 2002;123:801-810
61 Bernstein EF, Brown DB, Uitach F, – Ultraviolet radiation activates the human elastin promoter in transgenic mice: a novel in vivo and in vitro model of cutaneous photoaging – J Invest Dermatol 1995;105:269 73
62 Kawaguchi Y, Ianaka H, Okada I, Konishi H, Iakabashi M, Ito M, Asai M – Effect of reactive oxygen species on the elastin mRNA expression in cultured human dermal fibroblasts – Free Radic Biol Med 1997;23:162-165
63 Schwartz E, Gelfand JM, Mauch JC, Kligman LH – Generation of a tropoelastin mRNA variant by alternative polyadenylation site selection in sun-damaged human skin and ultraviolet B-irradiated fibroblasts – Biochem Biophys Res Commun 1998 May 8;246(1):217-21
64 Seo JY, Lee SH, Youn CS, Choi HR, Rhie G, Cho KH, Kim KH, Park KC, Eun HC, Chung JH – Ultraviolet radiation increases tropoelastin mRNA expression in the epidermis of human skin in vivo – J Invest Dermatol 2001;116 (6), 915-919
65 Labat-Robert J, Fourtanier A, Boyer-Lafargue B, Robert L – Age dependent increase of elastase-type protease activity in mouse skin. Effect of UV-irradiation – J Photochem Photobiol, B 2000 Sep;57(2-3):113-118
66 Varani J, Spearman D, Perone P, Fligiel SE, Datta SC, Wang ZQ, Shao Y, Kang S, Fisher GJ, Voorhees JJ – Inhibition of type I procollagen synthesis by damaged collagen in photoaged skin and by collagenase-degraded collagen in vitro – Am J Pathol 2001 Mar;158(3):931-42
67 Varani J, Perone P, Fligiel SEG, Fisher GJ, Voorhees JJ – Inhibition of Type I Procollagen Production in Photodamage: Correlation Between Presence of High Molecular Weight Collagen Fragments and Reduced Procollagen Synthesis – J Invest Dermatol 2002;119(1):122-129
68 Fisher GJ, Datta S, Wang Z, Li XY, Quan T, Chung JH, Kang S, Voorhees JJ – c-Jun-dependent inhibition of cutaneous procollagen transcription following ultraviolet irradiation is reversed by all-trans retinoic acid – J Clin Invest 2000 Sep;106(5):663-70
69 Verrecchia F, Tacheau C, Schorpp-Kistner M, Angel P, Mauviel A – Induction of the AP-1 members c-Jun and JunB by TGF-beta/Smad suppresses early Smad-driven gene activation – Oncogene 2001 Apr 26;20(18):2205-11
70 Quan T, He T, Voorhees JJ, Fisher GJ – Ultraviolet irradiation blocks cellular responses to transforming growth factor-beta by down-regulating its type-II receptor and inducing Smad7 – J Biol Chem 2001 Jul 13;276(28):26349-56
71 Craven NM, Watson RE, Jones CPJ, Shuttleworth CA, Kielty CM, Griffiths CE – Clinical features of photodamaged human skin are associated with a reduction in collagen VII – Br J Dermatol 1997;173:344-350
72 Watson RE, Griffiths CE, Craven NM, Shuttleworth CA, Kielty CM – Fibrillin-rich microfibrils are reduced in photoaged skin. Distribution at the dermal-epidermal junction. – J Invest Dermatol 1999 May;112(5):782-7
73 Kessler D, Dethlefsen S, Haase I, Plomann M, Hirche F, Krieg T, Eckes B – Fibroblasts in mechanically stressed collagen lattices assume a “synthetic” phenotype – J Biol Chem 2001 Sep 28;276(39):36575-85
74 Grinnell F, Zhu M, Carlson MA, Abrams JM – Release of mechanical tension triggers apoptosis of human fibroblasts in a model of regressing granulation tissue – Exp Cell Res 1999 May 1;248(2):608-19
75 Fisher GJ, Datta SC, Talwar HS, Wang ZQ, Varani J, Kang S, Voorhees JJ – Molecular basis of sun-induced premature skin ageing and retinoid antagonism.- Nature 1996 Jan 25; 379 (6563):335-9
76 Griffiths CE, Russman AN, Majmudar G,. Singer RS, Hamilton TA, Voorhees JJ. Restoration of Collagen Formation in Photodamaged Human Skin by Tretinoin (Retinoic Acid). N Engl J Medicine 1993;329(8): 530-535
77 Kligman LH, Chen uD, Kligman AM. Topical retinoic acid enhances the repair of ultraviolet damaged connective tissue. Conn Tiss Res 1984; 12: 139-50.
78 Bhawan J. Olsen E, Infrano L et al. Histological evaluation of the long term effects of tretinois on photodamaged skin. J Dermatol Sci 1996; 11, 177-82.
79 Weiss JS, Ellis CN, Headington JT. Topical tretinoin improves photoaged skin: a double-blind vehicle-controlled study. JAMA 1988; 259: 527-32.
80 Kim HI, Bogdan NJ, D’Agostaro LJ, Gold LI, Bryce GF – Effect of topical retinoic acids on the levels of collagen mRNA during the repair of UVB-induced dermal damage in the hairless mouse and the possible role of TGF-beta as a mediator – J Invest Dermatol 1992;98:359-63
81 Kang S, Fisher GJ, Voorhees JJ – Photoaging and topical tretinoin: therapy, pathogenesis, and prevention.- Arch Dermatol 1997 Oct;133(10):1280-4
82 Rothenberg ML, Nelson AR, Hande KR – New drugs on the horizon: matrix metalloproteinase inhibitors – Stem Cells 1999;17(4):237-40
83 Belotti D, Paganoni P, Giavazzi R – MMP inhibitors: experimental and clinical studies – Int J Biol Markers 1999 Oct-Dec;14(4):232-8
84 Barracchini A, Franceschini N, Di Giulio A, Amicosante G, Oratore A, Minisola G, Pantaleoni GC – Metalloproteinase inhibition: therapeutic application in rheumatic diseases – Clin Ter 1999 Jul-Aug;150(4):295-9
85 Heath EI, Grochow LB – Clinical potential of matrix metalloprotease inhibitors in cancer therapy – Drugs 2000 May;59(5):1043-55
86 Abdul Malak K, Perrier E – TIMP-1 like: a new strategy for anti-aging cosmetic formulations – 20th IFSCC Congress Acta 1998;1: 79-89
87 Tsukahara K, Moriwaki S, Fujimura T, Takema Y – Inhibitory effect of an extract of Sanguisorba officinalis L. on ultraviolet-B-induced photodamage of rat skin – Biol Pharm Bull 2001; 24(9): 998-1003
88 Tsukahara K , Takema Y, Moriwaki S, Tsuji N , Suzuki Y, Fujimura T, Imokawa G – Selective inhibition of skin fibroblast elastase elicits a concentration-dependent prevention of ultraviolet B-induced wrinkle formation – J Invest Dermatol 2001;117 (3), 671-677
89 Inomata S, Matsunaga Y, Amano S, Takada K, Kobayashi K, Tsunenaga M, Nishiyama T, Kohno Y, Fukuda M – Possible involvement of gelatinases in basement membrane damage and wrinkle formation in chronically ultraviolet B-exposed hairless mouse- J Invest Dermatol 2003; 120 (1):128-34
90 Nusgens BV, Humbert P, Rougier A, Colige AC, Haftek M, Lambert CA, Richard A, Creidi P, Lapiere CM – Topically applied vitamin C enhances the mRNA level of collagens I and III, their processing enzymes and tissue inhibitor of matrix metalloproteinase 1 in the human dermis – J Invest Dermatol 2001;116(6):853-9
91 Ricciarelli R, Maroni P, Ozer N, Zingg JM, Azzi A – Age-dependent increase of collagenase expression can be reduced by alpha-tocopherol via protein kinase C inhibition – Free Radic Biol Med 1999; 27(7-8):729-37