El envejecimiento cutáneo se debe a la acción de dos fenómenos diferentes:

a) el cronoaging: es la involución somática senil, que afecta a la piel como a otro órgano cualquiera. Sus mecanismos determinan el decaimiento general anátomo-funcional que conduce a cada individuo hacia la muerte.

b) el envejecimiento extrínseco: afecta a la piel en cuanto envoltura externa, sujeta al ataque de los agentes ambientales, en especial, de las radiaciones UV; por tanto, se habla de photoaging.

Una clasificación de las teorías sobre el envejecimiento somático, publicada en 1990, comprendía más de trescientas.

Según las teorías "estocásticas" o de la usura biológica, el tiempo produce un gradual deterioro de las estructuras vivas, por el efecto acumulativo de las micro-alteraciones que se realizan cada vez que los dispositivos de defensa y de auto-reparación fallan al entrar en contraste con la continua agresión de una enorme cantidad de factores nocivos. Entre éstos, los radicales libres, capaces de alterar el material genómico (nuclear y mitocondrial) y de determinar daños oxidantes difusos de los componentes lipídicos y proteínicos, en grado de comprometer la fisiología de la célula, desencadenando una pluralidad de círculos viciosos.

Una enorme cantidad de indicios demuestran el papel que desempeña el daño oxidante en las patologías y en el envejecimiento aunque, paradójicamente, estos fenómenos no muestran una proporcionalidad inversa con respecto a las defensas antirradicales: las especies más longevas, no son tales en virtud a una mayor abundancia en su dotación de enzimas antioxidantes, y la administración de suplementos con antioxidantes no obtiene, en los vertebrados, la prolongación de la sobrevivencia.

En base a las teorías del envejecimiento programado, la senescencia representaría el destino final de un proceso de desarrollo, planificado por el ADN, que se inicia con el nacimiento, continúa con la diferenciación y el crecimiento y termina, exactamente, con la involución senil y la muerte.

Hasta los años 60 se pensaba que cada una de las células, extraídas del ambiente de los fluidos corporales y puestas en cultivo, eran inmortales, por lo que el límite de la existencia se atribuía a algún aspecto de la organización pluricelular. En cambio Hayflic, en 1965, demostró que las líneas celulares no tumorales tienen una limitada capacidad de replicación in vitro, y agotada ésta, van hacia una condición de inhibición proliferativa denominada senescencia celular. La raíz del fenómeno, verificado también en vivo, sería la existencia del progresivo agotamiento de los telómeros, los extremos de las cadenas del ADN. En la piel del anciano se acumulan queratinocitos y fibroblastos senecentes: disminuye el turn-over de la epidermis, mientras que las células de la dermis, en vez de cuidar la manutención de la matriz, la disgregan, ya que presentan altos niveles de proteasa y bajas actividades de los inhibidores relativos (TIMP).

Se sugiere que a la atrofia tisular, típica del envejecimiento, contribuya una reducción de la población celular, consecuente con un exceso de apoptosis. Mientras la necrosis representa la muerte celular por causas "accidentales", la apoptosis corresponde a un tipo de "ejecución capital" preordenada, llevada a cabo por mecanismos específicos de autodestrucción. Estos son accionados por células Killer, a través de señales específicas de inducción, o se ponen en funcionamiento automáticamente, con la participación de la proteina p53, en el momento en el que la "víctima" es disfuncional, o también, simplemente está de más. La exposición aguda a los UV viene seguida en la epidermis, de la apoptosis de los queratinocitos dañados (sunburn cells).

El papel desempeñado por la apoptosis en el envejecimiento, es más probable en los tejidos post-mitoticos, donde causa la pérdida de elementos no reemplazables; en cambio es más controvertido para los menos activos, como la epidermis. No obstante en esta localización, la edad avanzada parece asociarse a señales de una inapropiada regulación del fenómeno (por exceso o por defecto).

Según las teorías evolucionistas, el envejecimiento es una consecuencia de las modalidades a través de las cuales se produce la presión de la selección natural. El gasto energético que se necesita para mantener con eficiencia el organismo adulto durante un periodo que sobrepasa la limitada supervivencia media concedida por la dureza del ambiente, representaría un derroche. Es más conveniente privilegiar la dirección de las disponibilidades metabólicas hacia una descendencia numerosa, que asegure la supervivencia del patrimonio genético en una parte de los de menor edad. De este modo, el cuerpo del individuo se utiliza como un contenedor "no reutilizable", que sirve para trasladar un conjunto de genes. La selección no elimina los genes que condicionan la degradación senil, porque su efecto perjudicial sobre la supervivencia, se produce después de la edad reproductiva.

El daño actínico crónico que es la causa del fotoenvejecimiento se desarrolla en la dermis, con una alteración histológica que toma el nombre de elastosis, caracterizada por la aparición de acumulaciones de componentes de las fibras elásticas, incorrectamente unidas.

Su génesis se atribuye, principalmente, a las alteraciones inducidas por los UV en el material genético de los fibroblastos. Los ácidos nucleicos, absorben las radiaciones UV de alta energía y esto explica la acción mutágena directa realizada por los UVB, los cuales inducen a condensaciones anómalas de las bases pirimidínicas con formación de dímeros de timina y de fotoproductos 6-4.

En cambio, la actividad de los UVA se ejercita a través de la excitación de cromóforos cutáneos que transfieren la energía adquirida al oxígeno. Este se transforma en singled oxygen, especie dotada de un elevado poder oxidante, capaz de alterar numerosos sustratos celulares. El daño oxidante determina las interrupciones de las cadenas polinucleotídicas (single and double strand breacks) y la degradación de las bases, con la producción de compuestos tales como el 8-OHdG y el glicol de timina.

Más recientemente se ha subrayado el papel patogenético de una participación directa de la matriz conectiva dérmica. Los eventos oxidantes son capaces de provocar una rápida secuencia de reacciones de radicales y producir, incluso a través de la cascada de los eicosanoides, reacciones inflamatorias crónicas (teoría flogista del photoaging).

Se ha identificado una ulterior fuente de daño por la radiación UV en la acción de las Metalproteinasas de la Matriz (MMP): se trata de una familia de endopeptidasas zinc-dependientes, capaces, en su conjunto, de degradar todos los componentes de la sustancia intercelular del conectivo y de la membrana basal. Dichas enzimas pueden ser producidas y expandidas en el ambiente intercelular por numerosos tipos celulares, como fibroblastos, macrófagos, mastocitos, eosinófilos, células endoteliales, queratinocitos.

La radiación cutánea con UV ejercita un importante estímulo sobre la síntesis de las MMP: dosis equivalentes de pocos minutos de sol de verano son suficientes para producir, en la dermis, elevaciones significativas de estos enzimas. Dosis semejantes, repetidas en días alternos, son suficientes, aunque no exista eritema, para perpetuar dicha super-producción, que sobrepasa las posibilidades de compensación de los inhibidores. La consecuente proteolisis de las fibras colágenas y elásticas y de los componentes polipeptídicos de los proteoglicanos conducen a una continua y progresiva alteración de la matriz, que a su vez, induce a una desordenada reparación tisular, con carácteres morfológicos tipo cicatricial. Por el contrario, se ha demostrado que el pre-tratamiento tópico con tretinoina de las áreas sucesivamente expuestas a las radiaciones, es capaz de desempeñar un papel de prevención, impidiendo la inducción a la síntesis de las MMP.

El fumar tabaco induce a la formación de radicales libres y disminuye el nivel de defensas antioxidantes: al tabaco se le atribuye una activación de los procesos pro-inflamatorios. También las alteraciones circulatorias agudas (por el estímulo nicotínico) y crónicas (de tipo arterial y arterioesclerótico) y la reducción del transporte hemático de oxígeno (atribuible al monóxido de carbono y a las broncopatías crónicas), participan en determinar el cuadro de la "smoker's face"; dicha condición, a nivel histológico, muestra correlaciones con la elastosis, justificadas por la reciente demostración de la capacidad de activación de las MMP, por parte de los productos de la combustión del tabaco.