Lichtalterung L98.8

Durch künstliche und/oder natürliche UV-Strahlen induzierte, strukturelle epidermale und dermale Veränderungen der Haut. Charakteristisch für lichtgealterte Haut ist die aktinische Elastose im Grenzbereich zwischen papillärer und dermaler Dermis (s.a. Cutis rhomboidalis nuchae, Elastoidosis cutanea nodularis et cystica),  sowie unterschiedlich ausgeprägte epidermale Veränderungen (epitheliale Atrophie; unterschiedliche Ausprägungsgrade einer Keratosis actinica).

Die beiden Hauptbestandteile der dermalen extrazellulären Matrix (Kollagen und Elastin) bestimmen die Elastizität und Festigkeit der menschlichen Haut. Die extrazelluläre Matrix besteht zu 85-90% aus Kollagen Typ 1, das von dermalen Fibroblasten gebildet wird. In junger Haut findet sich ein Netzwerk elastischer Fasern, das kontinuierlich von der dermoepidermalen Junktionszone bis in die tiefe Dermis reicht und in der retikulären Dermis aus dicken elastinreichen Fasern besteht. In den unteren Anteilen der papillären Dermis existiert ein Netzwerk feiner Fasern mit reduziertem Elastingehalt. In der oberen papillären Dermis besteht ein Geflecht aus feinen mikrofillären Bündeln, die kein Elastin enthalten. UV-Strahlen induzieren unterschiedlich schwere Schädigungen der dermalen Matrixstruktur, histologisch unter dem Bild der Elastose bekannt (s.u. Elastosis actinica).
Folgende Pathomechanismen der Lichtalterung werden diskutiert:

• Hemmende Wirkung von UV-Strahlen auf die Synthese von Kollagenfasern und/oder beschleunigter Abbau derselben: Insbes. UVB führt in vitro zu einer vorübergehenden Störung der Pro-Kollagen-1 Synthese in humanen Fibroblasten. Darüber hinaus induzieren UVB und UVA in vitro und in vivo die Bildung von Metalloproteinasen, die Kollagenfasern proteolytisch abbauen können. UVB führt u.a. in epidermalen Keratinozyten durch Aktivierung des Transkriptionsfaktors AP-1, einer Folge der Aktivierung von Matrix-Metalloproteinasen, zur verstärkten Transkription und schließlich Expression der Matrix-Metalloproteinase-1 (MMP-1).
• Es konnte nachgewiesen werden, dass der Acrylhydrocarbon-Rezeptor (AhR), auch Dioxin-Rezeptor genannt, eine zentrale Rolle bei der Einleitung interner Signalkaskaden spielt. In epidermalen Keratinozyten führen UVB-Bestrahlungen zur Bildung von versch. Photoprodukten aus Tryptophan, natürliche Liganden des AhR.   
• UVA kann in dermalen Fibroblasten und Keratinozyten direkt wie auch indirekt durch parakrine Mechanismen die MMP-1-Expression induzieren. Die direkte Aktivierung wird wesentlich durch die Generation von reaktiven Sauerstoffspezies, insbes. Singulett-Sauerstoff, vermittelt. Folge der gesteigerten MMP-1 Expression ist die Verminderung von Fibrillin-1, das durch epidermale Keratinozyten gebildet wird und der wesentliche Bestandteil der mikrofilären Bündel in der oberen papillären Dermis ist.
• IR-Strahlung (Infrarot),v.a. IRA Strahlen (780-1600nm) führen ebenfalls zur aktinischen Schädigung der Haut (Lademann J et al. 2018). IR-Strahlung erhöht die Temperatur in der Haut; dies führt zu einer Erhöhung der freien Radikale.   
• Neovaskularisation: Gefäßneubildungen werden durch z.B. Wachstumsfaktoren wie FGF, TGF-ß und PDGF, vaskuläre endotheliale Wachstumsfaktoren und Angiopoietine verursacht. Natürliche Hemmstoffe der Angiogenese sind z.B. Thrombospondine, die sich entlang der Basalmembran ablagern und verhindern, dass sich Gefäße in der Epidermis bilden (Untersuchungen mit transgenen Mäusen, die Thrombospondin-1 überexprimieren, zeigen einen fehlenden Anstieg der dermalen Vaskularisierung und auch Faltenbildung nach UV-Exposition). Reduzierte Expression von Angiogenese-Hemmstoffen führt demnach zur vorzeitigen Lichtalterung.
• Zunahme der Zahl der dermalen Fibroblasten und Mastzellen sowie Histiozyten und anderer mononukleärer Zellen (im Gegensatz zu intrinsisch gealterter Haut) als Hinweis für eine chronische Entzündung (Heliodermatitis oder Dermatoheliosis).
• Anhäufung von oxidativ veränderten Proteinen sowohl in intrinsisch als auch in extrinsisch gealterter Haut, insbes. reduzieren UVA und UVB die Aktivität der Proteasompeptidasen (Protein degradierendes System).
• Mitochondriale DNS-Mutationen führen in UV-exponierter Haut zu einer Störung der oxidativen Phosphorylierung und somit zur vermehrten Bildung reaktiver Sauerstoffspezies, die wiederum zu mitochondrialen DNS-Mutationen führen (in vitro und in vivo). Es wurden dadurch auch Gene verstärkt exprimiert, die an der Pathogenese der Lichtalterung beteiligt sind (z.B. Metalloproteinasen). Die einmal induzierten Mutationen blieben auch nach Beendigung der repetitiven UV-Exposition bestehen und nahmen sogar bei einigen i.S. des oben beschriebenen Circulus vitiosus noch zu.
• Schädigung von Chromophoren: UVB induziert in der zellulären DNS zwischen benachbarten Pyrimidinbasen Photoprodukte, hauptsächlich Zyklobutanpyrimidindimere, die für Schädigung von dermalen Reparaturmechanismen in der DNS verantwortlich sein können (topische Applikation von DNS-Reparaturenzym-haltigen Liposomen führen zu signifikanter Hemmung der UVB-Induktion von MMP-1 in der Epidermis).

Verminderung reifer Kollagenfasern, die durch basophiles Kollagen ersetzt werden. Ablagerung fragmentierter elastischer Fasern und dermaler exztrazellulärer Matrixproteine (Elastin, Glycosaminoglykane, interstitielles Kollagen). Reduzierte Mengen an Prokollagen-1 in Fibroblasten und verringerte Menge diverser Kollagenpeptide in der extrazellulären Matrix (Kollagen-1, Kollagen-3- Propeptid, Kollagen-7). Erhöhte Spiegel der Matrixmetalloproteinase-1 (Kollagenase-1) und der Matrixmetalloproteinase-2 (72 kDa-Gelatinase).

1. Bilaç C et al. (2014) Chronic actinic damage of facial skin. Clin Dermatol 32:752-762
2. Khalesi M et al. (2013)  Cutaneous markers of photo-damage and risk of Basal cell carcinoma of the skin: a meta-analysis. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 22:1483-1489
3. Kvaskoff M et al. (2015) Solar elastosis and cutaneous melanoma: a site-specific analysis. Int J Cancer 136: 2900-2911
4. Lademann J et al. (2018) Hautkrebsprävention und Sonnenschutzcreme: ein Update. Akt Dermatol 44:49-52
5. Vierkötter A et al.(2010) Airborne particle exposure and extrinsic skin aging. 
   J Invest Dermatol 130:2719-2726.