光老化的皮肤在外观上表现为皮肤松弛、肥厚，并有深而粗的皱纹，长期户外工作者的颈部可见菱形皮肤，其他表现有局部色素过度沉着及毛细血管扩张，呈现出一种“饱经风霜”的外貌，同时皮肤可发生各种良性的、癌前期或恶性的肿瘤，如日光角化病、鳞状细胞癌、间质癌及黑素细胞瘤等。
光老化皮肤的组织切片显示表皮层因损伤程度不同，可以表现良性增生、发踊良到恶性改变。真皮层表现有炎症细胞浸润、弹力纤维增粗或聚集成团块，并大量过度生长，真皮上部的大部分胶原被其取代；胶原纤维嗜碱性变、纯一化变性。光损伤早期真皮层改变明显，晚期则扩展至网状层。透射电镜观察：光化性损伤的皮肤早期改变是弹力纤维的微纤维成分增加，严重损伤的皮肤弹力纤维则瓦解为含有均一性包涵物的微粒基质组成的电子致密物质，弹力纤维已经不具有弹性特征。光化性损伤的皮肤组织学其他表现还有局部黑素细胞增多，皮肤毛细血管扩张、扭曲，管壁增厚，并发生弹力纤维变性。
日光对于皮肤的损伤主翼现在结缔组织，可以说弹性组织变性是皮肤光化性损伤的标志。在皮肤光老化进程中，真皮结缔组织接受日光照射达到最后变性需要多长时间?动物实验表明，用白色鼠进行各种光生物学研究，发现紫外线引起的小鼠结缔组织许多变化类似于人的皮肤光老化性改变。用uvb照射鼠,每次用量相当于6个最小红斑量，每周3次，30周后可产生严重的弹性组织变性，并有成熟i型胶原过度生长，在真皮上部，结缔组织的第三成分——基质的氨基葡萄糖烯糖增加。用氤弧灯作为uva光源，对鼠每周照射3次，共照射34周，累积量3000 j／cm2。相当于人在每年7～8月进行日光浴，每天2 h，连续3年的累积量。皮肤活检显示弥漫性弹性组织变性比用uvb照射引起的弹性组织变性更深入真皮，但未发现有胶原损伤。
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