The role of local retinoids in eliminating signs of skin aging

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Skin aging is a complex process involving both internal (chronological aging) and external (biological aging) factors. Slowing down the proliferative and immune processes in the epidermis, reducing the activity of fibroblasts and vascularization of the dermis during chronological aging lead to thinning, dryness, hypersensitivity, vulnerability and superficial wrinkles. Exposure to ultraviolet rays, pollutants, climate, and thermal factors cause keratinocyte disorganization, enhanced melanogenesis, collagen dystrophy, solar elastosis, and disorder of microcirculation. The main signs of external skin aging are deep wrinkles, sagging, pigmentation, telangiectasia, skin neoplasms.

Among the local anti-aging agents, retinoids occupy a leading place, as they eliminate the main signs of skin aging. Of the entire group of retinoids, retinoic acids are the most active. However, the possibility of skin irritation limits their use. Therapeutic and cosmetic products with retinol esters (retinol palmitate) have a minimal irritating effect and can be used both for the prevention of skin aging and the elimination of its signs. Oral use of isotretinoin as an anti-aging agent is undesirable due to the many side effects and contraindications.

About the authors

Vera I. Albanova

Moscow Regional Scientific Research Clinical Institute named after MF Vladimirsky

Author for correspondence.
Email: albanova@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-8688-7578
SPIN-code: 5548-5359

MD, Dr. Sci. (Med.); Professor

Russian Federation, Shepkina str., 61/2, bldg 1, Moscow

References

  1. Gunn DA, Rexbye H, Griffiths CE, Murray PG, Fereday A, Catt SD, et al. Why some women look young for their age. PLoS One. 2009;4(12):e8021. doi: 10.1371/journal.pone.0008021
  2. Tsukahara K, Fujimura T, Yoshida Y, Kitahara T, Hotta M, Moriwaki S, et al. Comparison of age-related changes in wrinkling and sagging of the skin in Caucasian females and in Japanese females. J Cosmet Sci. 2004;55(4):351-371.
  3. Nouveau-Richard S, Yang Z, Mac-Mary S, Li L, Bastien P, Tardy I, et al. Skin ageing: a comparison between Chinese and European populations. A pilot study. J Dermatol Sci. 2005;40(3):187–193. doi: 10.1016/j.jdermsci.2005.06.006
  4. Goh SH. The treatment of visible signs of senescence: the Asian experience. Br J Dermatol. 1990;122 Suppl 35:105–109. doi: 10.1111/j.1365-2133.1990.tb16134.x
  5. Papakonstantinou E, Roth M, Karakiulakis G. Hyaluronic acid: A key molecule in skin aging. Dermatoendocrinol. 2012;4(3):253–258. doi: 10.4161/derm.21923
  6. Affinito P, Palomba S, Sorrentino C, Di Carlo C, Bifulco G, Arienzo MP, et al. Effects of postmenopausal hypoestrogenism on skin collagen. Maturitas. 1999;33(3):239–247. doi: 10.1016/s0378-5122(99)00077-8
  7. Youn CS, Kwon OS, Won CH, Hwang EJ, Park BJ, Eun HC, et al. Effect of pregnancy and menopause on facial wrinkling in women. Acta Derm Venereol. 2003;83(6):419–424. doi: 10.1080/00015550310015464
  8. Gilchrest BA. Photoaging. J Invest Dermatol. 2013;133(E1):E2-6. doi: 10.1038/skinbio.2013.176
  9. Kohl E, Steinbauer J, Landthaler M, Szeimies RM. Skin ageing. J Eur Acad Dermatol Venereol. 2011;25(8):873–884. doi: 10.1111/j.1468-3083.2010.03963.x.
  10. Makrantonaki E, Zouboulis CC, William J. Cunliffe Scientific Awards. Characteristics and pathomechanisms of endogenously aged skin. Dermatology. 2007;214(4):352–360. doi: 10.1159/000100890
  11. Sreedhar A, Aguilera-Aguirre L, Singh KK. Mitochondria in skin health, aging, and disease. Cell Death Dis. 2020;11(6):444. doi: 10.1038/s41419-020-2649-z
  12. Dimri GP, Lee X, Basile G, Acosta M, Scott G, Roskelley C, et al. A biomarker that identifies senescent human cells in culture and in aging skin in vivo. Proc Natl Acad Sci USA. 1995;92(20):9363–9367. doi: 10.1073/pnas.92.20.9363
  13. Kelly RI, Pearse R, Bull RH, Leveque JL, de Rigal J, Mortimer PS. The effects of aging on the cutaneous microvasculature. J Am Acad Dermatol. 1995;33(5 Pt 1):749–756. doi: 10.1016/0190-9622(95)91812-4
  14. Mukherjee S, Date A, Patravale V, Korting HC, Roeder A, Weindl G. Retinoids in the treatment of skin aging: an overview of clinical efficacy and safety. Clin Interv Aging. 2006;1(4):327–348. doi: 10.2147/ciia.2006.1.4.327
  15. Cevenini E, Invidia L, Lescai F, Salvioli S, Tieri P, Castellani G, et al. Human models of aging and longevity. Expert Opin Biol Ther. 2008;8(9):1393–1405. doi: 10.1517/14712598.8.9.1393
  16. Capri M, Moreno-Villanueva M, Cevenini E, Pini E, Scurti M, Borelli V, et al. MARK-AGE population: From the human model to new insights.Mech Ageing Dev. 2015;151:13–17. doi: 10.1016/j.mad.2015.03.010
  17. Samuel M, Brooke RC, Hollis S, Griffiths CE. Interventions for photodamaged skin. Cochrane Database Syst Rev. 2005;(1):CD001782. doi: 10.1002/14651858.CD001782.pub2
  18. Debacq-Chainiaux F, Leduc C, Verbeke A, Toussaint O. UV, stress and aging. Dermatoendocrinol. 2012;4(3):236–40. doi: 10.4161/derm.23652
  19. Campisi J. Aging, cellular senescence, and cancer. Annu Rev Physiol. 2013;75:685–705. doi: 10.1146/annurev-physiol-030212-183653
  20. Treiber N, Maity P, Singh K, Ferchiu F, Wlaschek M, Scharffetter-Kochanek K. The role of manganese superoxide dismutase in skin aging. Dermatoendocrinol. 2012;4(3):232–235. doi: 10.4161/derm.21819
  21. Zhang S, Duan E. Fighting against Aging: The Way from Bench to Bedside. Cell Transplant. 2018;27(5):729–738. doi: 10.1177/0963689717725755
  22. Hüls A, Vierkötter A, Gao W, Krämer U, Yang Y, Ding A, et al. Traffic-Related Air Pollution Contributes to Development of Facial Lentigines: Further Epidemiological Evidence from Caucasians and Asians. J Invest Dermatol. 2016;136(5):1053–1056. doi: 10.1016/j.jid.2015.12.045
  23. Fuks KB, Hüls A, Sugiri D, Altug H, Vierkötter A, Abramson MJ, et al. Tropospheric ozone and skin aging: Results from two German cohort studies. Environ Int. 201;124:139–144. doi: 10.1016/j.envint.2018.12.047.
  24. Chung JH, Kang S, Varani J, Lin J, Fisher GJ, Voorhees JJ. Decreased extracellular-signal-regulated kinase and increased stress-activated MAP kinase activities in aged human skin in vivo. J Invest Dermatol. 2000;115(2):177–82. doi: 10.1046/j.1523-1747.2000.00009.x
  25. Shekar SN, Luciano M, Duffy DL, Martin NG. Genetic and environmental influences on skin pattern deterioration. J Invest Dermatol. 2005;125(6):1119–1129. doi: 10.1111/j.0022-202X.2005.23961.x
  26. Gkogkolou P, Böhm M. Advanced glycation end products: Key players in skin aging? Dermatoendocrinol. 2012;4(3):259–70. doi: 10.4161/derm.22028.
  27. Farrar MD. Advanced glycation end products in skin ageing and photoageing: what are the implications for epidermal function? Exp Dermatol. 2016;25(12):947–948. doi: 10.1111/exd.13076
  28. Rexbye H, Petersen I, Johansens M, Klitkou L, Jeune B, Christensen K. Influence of environmental factors on facial ageing. Age Ageing. 200;35(2):110–115. doi: 10.1093/ageing/afj031
  29. Quan T, Fisher GJ. Role of Age-Associated Alterations of the Dermal Extracellular Matrix Microenvironment in Human Skin Aging: A Mini-Review. Gerontology. 2015;61(5):427–434. doi: 10.1159/000371708
  30. Ghyselinck NB, Duester G. Retinoic acid signaling pathways. Development. 2019;146(13):dev167502. doi: 10.1242/dev.167502
  31. Еникеев А.Д., Комельков А.В., Аксельрод М.Е., Чевкина Е.М. Неканоническая активность ретиноевой кислоты как возможный механизм формирования резистентности злокачественных клеток к ретиноидной терапии. Российский биотерапевтический журнал 2019;18(4):43–49. [Enikeev AD, Komel'kov AV, Aksel'rod ME, Chevkina EM. Nekanonicheskaja ak-tivnost' retinoevoj kisloty kak vozmozhnyj mehanizm formirovanija rezistent-nosti zlokachestvennyh kletok k retinoidnoj terapii. Rossijskij bioterapevti-cheskij zhurnal 2019;18(4):43–49 (In Russ.)] doi: 10.17650/1726-9784-2019-18-4-43-50
  32. Bielli A, Scioli MG, D'Amico F, Tarquini C, Agostinelli S, Costanza G, et al. Cellular retinoic acid binding protein-II expression and its potential role in skin aging. Aging (Albany NY). 2019;11(6):1619–1632. doi: 10.18632/aging.101813
  33. Hernandez-Perez E, Khawaja HA, Alvarez TY. Oral isotretinoin as part of the treatment of cutaneous aging.Dermatol Surg. 2000;26(7):649–652. doi: 10.1046/j.1524-4725.2000.99210.x
  34. Pennimpede T, Cameron DA, MacLean GA, Li H, Abu-Abed S, Petkovich M. The role of CYP26 enzymes in defining appropriate retinoic acid exposure during embryogenesis. Birth Defects Res A Clin Mol Teratol. 2010;88(10):883–894. doi: 10.1002/bdra.20709
  35. Singh M, Griffiths CE. The use of retinoids in the treatment of photoaging. Dermatol Ther. 2006;19(5):297–305. doi: 10.1111/j.1529-8019.2006.00087.x
  36. Brtko J. Retinoids, rexinoids and their cognate nuclear receptors: character and their role in chemoprevention of selected malignant diseases. Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub. 2007;151(2):187–194. doi: 10.5507/bp.2007.033
  37. Kligman AM, Grove GL, Hirose R, Leyden JJ. Topical tretinoin for phoytoaged skin. J Am Acad Dermatol. 1986;15:836–859. doi: 10.1016/s0190-9622(86)70242-9
  38. Shao Y, He T, Fisher GJ, Voorhees JJ, Quan T. Molecular basis of retinol anti-ageing properties in naturally aged human skin in vivo. Int J Cosmet Sci. 2017;39(1):56–65. doi: 10.1111/ics.12348
  39. Fisher GJ, Datta SC, Talwar HS, Wang ZQ, Varani J, Kang S, et al. Molecular basis of sun-induced premature skin ageing and retinoid antagonism. Nature. 1996;379(6563):335–9. doi: 10.1038/379335a0
  40. Kligman AM, Dogadkina D, Lavker RM. Effects of topical tretinoin on the non-sun exposed protected skin of the elderly. J Am Acad Dermatol. 1993;29:25–33. doi: 10.1016/0190-9622(93)70147-l
  41. Kligman DE, Sadiq I, Pagnoni A, Stoudemayer T, Kligman AM. High-strength tretinoin: a method for rapid retinization of facial skin. J Am Acad Dermatol. 1998;39(2 Pt 3):S93-7. doi: 10.1016/s0190-9622(98)70454-2
  42. Armstrong RB, Lesiewicz J, Harvey G, Lee LF, Spoehr KT, Zultak M. Clinical panel assessment of photodamaged skin treated with isotretinoin using photographs. Arch Dermatol. 1992;128(3):352–356.
  43. Sendagorta E, Lesiewicz J, Armstrong RB. Topical isotretinoin for photodamaged skin. J Am Acad Dermatol. 1992;27(Suppl):S15–18. doi: 10.1016/s0190-9622(08)80254-x
  44. Maddin S, Lauharanta J, Agache P, Burrows L, Zultak M, Bulger L. Isotretinoin improves the appearance of photodamaged skin: Results of a 36 week, multicenter, double blind, placebo controlled trial. J Am Acad Dermatol. 2000;42:56–63. doi: 10.1016/s0190-9622(00)90009-4
  45. Alirezai M, Dupuy P, Amblard P, Kalis B, Souteyrand P, Frappaz A, et al. Clinical evaluation of topical isotretinoin in the treatment of actinic keratoses. J Am Acad Dermatol. 1994;30(3):447–451. doi: 10.1016/s0190-9622(94)70054-0
  46. Kalil CL, Fachinello FZ, Lamb FM, Comunello LN. Use of oral isotretinoin in photoaging therapy. Skinmed. 2008; 7(1):10–14. doi: 10.1111/j.1540-9740.2007.07145.x
  47. Rabello-Fonseca RM, Azulay DR, Luiz RR, Mandarim-de-Lacerda CA, Cuzzi T, Manela-Azulay M. Oral isotretinoin in photoaging: clinical and histopathological evidence of efficacy of an off-label indication. J Eur Acad Dermatol Venereol. 2009;23:115–123. doi: 10.1111/j.1468-3083.2008.02947.x
  48. Bagatin E, Parada MO, Miot HA, Hassun KM, Michalany N, Talarico S. A randomized and controlled trial about the use of oral isotretinoin for photoaging. Int J Dermatol. 2010;49(2):207–214. doi: 10.1111/j.1365-4632.2009.04310.x
  49. Bravo BS, Azulay DR, Luiz RR, Mandarim-De-Lacerda CA, Cuzzi T, Azulay MM. Oral isotretinoin in photoaging: objective histological evidence of efficacy and durability.An Bras Dermatol. 2015;90(4):479–486. doi: 10.1590/abd1806-4841.20153703
  50. Bagatin E, Guadanhim LR, Enokihara MM, Sanudo A, Talarico S, Miot HA, Gibson L. Low-dose oral isotretinoin versus topical retinoic acid for photoaging: a randomized, comparative study. Int J Dermatol. 2014;53(1):114–122. doi: 10.1111/ijd.12191
  51. Kurlandsky SB, Xiao JH, Duell EA, Voorhees JJ, Fisher GJ. Biological activity of all-trans retinol requires metabolic conversion to all-trans retinoic acid and is mediated through activation of nuclear retinoid receptors in human keratinocytes. J Biol Chem. 1994;269(52):32821–32827.
  52. Kang S, Duell EA, Fisher GJ, Datta SC, Wang ZQ, Reddy AP, et al. Application of retinol to human skin in vivo induces epidermal hyperplasia and cellular retinoid binding proteins characteristic of retinoic acid but without measurable retinoic acid levels or irritation. J Invest Dermatol. 1995;105(4):549–556. doi: 10.1111/1523-1747.ep12323445
  53. Piérard-Franchimont C, Castelli D, Cromphaut IV. Tensile properties and contours of aging facial skin, A controlled double-blind comparative study of the effects of retinol, melibose-lactose and their association. Skin Res Technol. 1998;4:237–243. doi: 10.1111/j.1600-0846.1998.tb00116.x
  54. Varani J, Warner RL, Gharaee-Kermani M, Phan SH, Kang S, Chung JH, et al. Vitamin A antagonizes decreased cell growth and elevated collagen-degrading matrix metalloproteinases and stimulates collagen accumulation in naturally aged human skin. J Invest Dermatol. 2000;114(3):480–486. doi: 10.1046/j.1523-1747.2000.00902.x
  55. Rossetti D, Kielmanowicz MG, Vigodman S, Hu YP, Chen N, Nkengne A, et al. A novel anti-ageing mechanism for retinol: induction of dermal elastin synthesis and elastin fibre formation. Int J Cosmet Sci. 2011;33(1):62–69. doi: 10.1111/j.1468-2494.2010.00588.x
  56. Bellemère G, Stamatas GN, Bruère V, Bertin C, Issachar N, Oddos T. Antiaging action of retinol: from molecular to clinical. Skin Pharmacol Physiol. 2009;22:200–209. doi: 10.1159/000231525
  57. Kafi R, Kwak HS, Schumacher WE, Cho S, Hanft VN, Hamilton TA, et al. Improvement of naturally aged skin with vitamin A (retinol). Arch Dermatol. 2007;143(5):606–612. doi: 10.1001/archderm.143.5.606
  58. Zasada M, Budzisz E. Retinoids: active molecules influencing skin structure formation in cosmetic and dermatological treatments. Postepy Dermatol Alergol. 2019;36(4):392–397.
  59. Kang S, Leyden JJ, Lowe NJ, Ortonne JP, Phillips TJ, Weinstein GD, et al. Tazarotene cream for the treatment of facial photodamage. Arch Dermatol. 2001;137:1597–1604. doi: 10.1001/archderm.137.12.1597
  60. Kang S, Krueger GG, Tanghetti EA, Lew-Kaya D, Sefton J, Walker PS, et al. A multicenter, randomized, double-blind trial of tazarotene 0.1% cream in the treatment of photodamage. J Am Acad Dermatol. 2005;52:268–274. doi: 10.1016/j.jaad.2004.06.021
  61. Phillips TJ, Gottlieb AB, Leyden JJ, Lowe NJ, Lew-Kaya DA, Sefton J, et al. Efficacy of 0.1% tazarotene cream for the treatment of photodamage. A 12-month multicenter, randomized trial. Arch Dermatol. 2002;138:1486–1493. doi: 10.1001/archderm.138.11.1486
  62. Kang S, Goldfarb M, Weiss J, Metz RD, Hamilton TA, Voorhees JJ et al. Assessment of adapalene gel for the treatment of actinic keratoses and lentigines: A randomized trial. J Am Acad Dermatol. 2003;49:83–90. doi: 10.1067/mjd.2003.451
  63. Lee ES, Ahn Y, Bae IH, Min D, Park NH, Jung W, et al. Synthetic Retinoid Seletinoid G Improves Skin Barrier Function through Wound Healing and Collagen Realignment in Human Skin Equivalents. Int J Mol Sci. 2020;21(9):3198. doi: 10.3390/ijms21093198
  64. Qu Y, Ma WY, Sun Q. The comparison of the rejuvenation effects on the skin of Wistar rats between 10600 nm CO2 fractional laser and retinoic acid. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2017;21(8):1952–1958.
  65. Губанова Е.И., Дьяченко Ю.Ю., Родина М.Ю., Колиева М.Х. Коррекция возрастных изменений кожи лица с применением крема на основе ретинола и фракционного фототермолиза. Экспериментальная и клиническая дерматокосметология. 2001(1);10–17. [Gubanova EI, D'jachenko JuJu, Rodina MJu, Kolieva MH. Korrekcija vozrast-nyh izmenenij kozhi lica s primeneniem krema na osnove retinola i frakcion-nogo fototermoliza. Jeksperimental'naja i klinicheskaja dermatokosmetologija. 2001(1);10–17 (In Russ.)]
  66. Вавилова А.А. Дифференцированная терапия хроностарения и фотоповреждения кожи скинбустерами и ретиноидами. Дисс. канд. мед. наук. 2019, 131 с. [Vavilova AA. Differencirovannaja terapija hronostarenija i fotopovrezhdenija kozhi skinbusterami i retinoidami. Diss. kand.med nauk. 2019, 131 s. (In Russ.)].
  67. Ноздрин В.И., Альбанова В.И., Сазыкина Л.Н. Морфогенетический подход к лечению угрей ретиноидами. Москва: Издательство ЗАО ФНПП «Ретиноиды», 2004, 151 с. [Nozdrin VI, Al'banova VI, Sazykina LN. Morfogeneticheskij podhod k le-cheniju ugrej retinoidami. Moscow: Izdatelstvo ZAO FNPP «Retinoidy», 2004, 151 s. (In Russ.)]
  68. Dhaliwal S, Rybak I, Ellis SR, Notay M, Trivedi M, Burney W, et al. Prospective, randomized, double-blind assessment of topical bakuchiol and retinol for facial photoageing. Br J Dermatol. 2019;180(2):289–296. doi: 10.1111/bjd.16918

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure. Retinol (Р) penetrates the cell membrane, it is in the cytoplasm in the form of cis and trans isomers (цР and тР), under the influence of retinol dehydrogenase it is converted into retinaldehyde (РA, retinal), and then under the influence of retinal dehydrogenase into retinoic acids (РК). PK bind to the cytoplasmic receptor CRABP-II, which transports them to the nuclear receptors RAR and RXR. Excretion of PK from the cell occurs with the participation of P450 (CYP26), which converts them into inactive metabolites. P excess, which is in the cell in the form of 2 isomers, accumulates in the form of ethers (ЭР)

Download (294KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2021 Albanova V.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».