Há diversas mudanças que acometem a função de barreira da epiderme com o envelhecimento. Um estudo conduzido na Alemanha com 150 mulheres entre 18 e 80 anos observou que, com o aumento da idade, há uma queda contínua na produção de sebo e diminuição no valor de pH, com significativo aumento detectado em mulheres de 50 a 60 anos, período típico da ocorrência de menopausa, mas sem mudanças na perda de água transepidermal ou no nível de hidratação do estrato córneo. Outros trabalhos apontam a redução da espessura da epiderme que surge com o envelhecimento como decorrente da diminuição da quantidade e/ou atividade de células tronco na camada basal ou na região dos folículos pilosos. Este tema é bastante discutido na comunidade científica e há concordância quanto ao fato de que a homeostase das células-tronco da epiderme pode mudar com o envelhecimento, embora os mecanismos específicos relacionados a este processo ainda não sejam bem esclarecidos. É evidenciado que a espessura do estrato córneo não varia entre grupos de jovens e idosos, mas há uma redução na chamada epiderme celular, formada pelos estratos que apresentam células viáveis. Outros trabalhos também apontam evidências de um aumento no número de células-tronco com a idade, embora descrevam a ocorrência, em paralelo, de um decréscimo na função e atividade metabólica das mesmas. Um estudo demonstrou que há um desequilíbrio na via de sinalização Jak-Stat e na produção de citocinas das células-tronco epidermais, de forma que o declínio em sua funcionalidade poderia ser compreendido como um mecanismo para a supressão de tumores que poderiam surgir com o avanço da idade. O afinamento da epiderme com o avanço da idade está associado à redução na capacidade proliferativa das células e ao aumento na taxa de apoptose. Ainda, há observações demonstrando que, com a idade, não há alterações na atividade das células-tronco da epiderme, sendo que as mesmas mantêm suas características ao longo do envelhecimento cutâneo, diferentemente do que ocorre com as chamadas células amplificadoras transientes. Neste caso, o aumento da quantidade destas células pode ser interpretado como um mecanismo compensatório para a queda de sua atividade, buscando uma manutenção das funções da epiderme.
Um estudo desenvolvido por Schmuth et al. em 2005 demonstrou que existem diferenças na produção de proteínas transportadoras de ácidos graxos na epiderme quando comparados tecidos de origem embrionária e adulta, indicando uma regulação dinâmica destes constituintes ao longo do desenvolvimento. A atividade de esfingomielinase também é reduzida, sendo que indivíduos de 80 anos apresentam 25% da atividade encontrada em indivíduos de 20 anos, reforçando como o envelhecimento compromete o metabolismo de lipídeos na epiderme. Como um elemento essencial para a diferenciação dos queratinócitos e manutenção da homeostase da barreira cutânea, a distribuição de cálcio entre as camadas da epiderme na face também parece variar com a idade. Na pele jovem e saudável, há um gradiente de cálcio caracterizado por uma baixa concentração nas camadas mais internas (camada basal e estrato espinhoso) com um aumento na disponibilidade extra e intracelular de cálcio que atinge um pico de maior concentração no estrato granuloso. Em amostras de pele de indivíduos mais velhos, entretanto, o cálcio apresenta-se distribuído igualmente entre todas as camadas da epiderme, sem a formação do gradiente observado na pele jovem, sugerindo uma disfunção em bombas ou canais iônicos que pode culminar com as alterações morfológicas tipicamente observadas com o avanço do envelhecimento cutâneo.
Outros achados apontam para diferenças na eliminação de danos provocados por radiação na epiderme quando amostras de indivíduos de diferentes idades são comparadas. No estudo de Yamada e colaboradores em 2006 foi verificado por imunohistoquímica e immunoblotting que a remoção de dímeros de pirimidina induzidos por UV-B acontece de forma mais lenta na epiderme de indivíduos mais velhos. No grupo de 22 a 26 anos, o tempo de remoção completa dos dímeros foi de 4 dias, frente a 14 dias no grupo de 70 a 78 anos. Os resultados indicaram que a idade é um fator mais importante que a dose de radiação para a remoção dos dímeros de pirimidina da epiderme. Além das modificações que acometem os queratinócitos, estudos também apontam para mudanças associadas ao envelhecimento que afetam outros tipos celulares presentes na epiderme, como uma redução no número de melanócitos (com redução de 10 a 20% a cada década depois dos 25-30 anos) e células de Langerhans, comprometendo as funções de proteção contra radiação ou imunológica da pele.
Assim como em outros tecidos ou outras doenças, os estudos baseados em biologia molecular e expressão dos genes podem explicar os fenômenos que acometem a epiderme ao longo do envelhecimento. Sabe-se, por exemplo, que o nível de detecção da filagrina, uma proteína importante para a função barreira da pele diminui em amostras de epiderme com idades mais avançadas. Dessa forma, a evolução contínua nos estudos em biologia molecular tanto para o diagnóstico quanto para o acompanhamento do tratamento está impactando positivamente na área da dermatologia serão em breve, essenciais na rotina desses profissionais.
