Los niveles de organización de la piel y sus estructuras accesorias se enumeran a continuación. Las explorará más a fondo en las próximas páginas.
- Nivel molecular – queratina, melanina y vitamina D
- Nivel microscópico – células madre y células de la piel
- Nivel de tejido – Tejido epitelial y conectivo
- Nivel de órgano – piel, que consiste en la epidermis, la dermis y la hipodermis, así como cabello, uñas y glándulas
Nivel molecular: Queratina y melanina
Queratina
La queratina es un grupo de proteínas fibrosas que le dan al cabello, las uñas y la piel sus propiedades resistentes al agua. Las queratinas son filamentos formados a partir de la polimerización de proteínas de filamentos intermedios. Además de los enlaces de hidrógeno intra e intermoleculares, las queratinas tienen grandes cantidades del aminoácido cisteína que contiene azufre, que forma puentes de disulfuro que confieren fuerza adicional.
Las queratinas son un excelente ejemplo de ensamblaje de proteínas. Las queratinas tienen una estructura secundaria de hélice alfa en el dominio de varilla central. Dos proteínas de queratina se unen y las hélices se enrollan alrededor de sí mismas para formar una estructura cuaternaria de un dímero de bobina enrollada. Estos dímeros luego se ensamblan en protofilamentos y luego filamentos. Los giros de giros son similares a las fibras dentro de las cuerdas. Sin embargo, las queratinas no son torcidas por máquinas; se autoensamblan en función de su estructura primaria.
Melanina
La melanina es una clase de fotopigmentación («foto», que significa» luz», y» pigmento», que significa» material de color») con una estructura molecular que le permite absorber la radiación UV (ultravioleta) del sol. La melanina transforma la energía de la radiación en calor inofensivo, y la melanina previene el daño indirecto al ADN del sol que es responsable de muchos cánceres de piel. La melanina también le da color a la piel, el cabello y los ojos. La melanina es producida por células especializadas llamadas melanocitos, dentro de vesículas especiales llamadas melanosomas. Aproximadamente 10 días después de la exposición solar inicial, la síntesis de melanina alcanza su punto máximo, por lo que los individuos de piel pálida tienden a sufrir quemaduras solares de la epidermis inicialmente.
El albinismo es un trastorno genético que afecta (total o parcialmente) la coloración de la piel, el cabello y los ojos. El defecto se debe principalmente a la incapacidad de los melanocitos para producir melanina. Las personas con albinismo tienden a aparecer blancas o muy pálidas debido a la falta de melanina en la piel y el cabello. La melanina protege el ADN de las células de la piel de los efectos nocivos de los rayos UV del sol. Las personas con albinismo necesitan más protección del sol y deben limitar sus actividades al aire libre. El tratamiento de este trastorno generalmente implica abordar los síntomas.
Nivel molecular: Vitamina D
La capa epidérmica de la piel humana sintetiza el precursor de la vitamina D cuando se expone a la radiación UV. En presencia de luz solar, un isómero de la vitamina D3, colecalciferol, se sintetiza a partir de un derivado del colesterol esteroide en la piel. El hígado convierte el colecalciferol en calcidiol, que luego se convierte en calcitriol (la forma química activa de la vitamina) en los riñones. La vitamina D, que en realidad es una hormona, es esencial para la absorción normal de calcio y fósforo, que son necesarios para la salud de los huesos. En la actualidad, esta hormona se agrega como suplemento a muchos alimentos, incluida la leche y el jugo de naranja, compensando la necesidad de exposición al sol.
Además de afectar la salud ósea, la vitamina D es esencial para la inmunidad general contra las infecciones bacterianas, virales y fúngicas. Estudios recientes también están encontrando una relación entre la insuficiencia de vitamina D y el cáncer.
El raquitismo es una enfermedad de deterioro óseo a menudo causada por una vitamina D insuficiente, lo que lleva a una absorción insuficiente de calcio. Los niños son especialmente propensos a los efectos de esta deficiencia de vitaminas debido a su rápida renovación y formación ósea. En los adultos, la deficiencia de vitamina D se denomina osteomalacia. Por lo general, el raquitismo se encuentra en países en desarrollo donde la desnutrición impediría el suministro adecuado de calcio y vitamina D en la dieta.
Células microscópicas de la Epidermis
La epidermis (o capa epitelial) es un epitelio escamoso estratificado, compuesto de cuatro a cinco capas (dependiendo de la región del cuerpo) de células epiteliales. Las capas superiores de la epidermis están formadas por queratinocitos, que son células que contienen la proteína queratina. Los queratinocitos de la capa más superficial de la epidermis están muertos y se desprenden periódicamente, siendo reemplazados por células de las capas más profundas. A medida que los queratinocitos se mueven superficialmente desde las capas más profundas, pierden citoplasma y se aplanan, lo que permite muchas capas en un espacio relativamente pequeño.
Las células basales son un ejemplo de células madre específicas de un tejido, lo que significa que pueden convertirse en una variedad de tipos de células que se encuentran en ese tejido. En condiciones normales, las células basales hijas reemplazan con mayor frecuencia a los queratinocitos perdidos.
La capa más profunda de la epidermis y la capa más superficial de la dermis emiten proyecciones que se entrelazan entre sí (como velcro) y fortalecen el enlace entre la epidermis y la dermis. Las proyecciones que se originan en las células epiteliales de la capa inferior de la epidermis se denominan desmosomas, y las que se originan en la dermis se denominan papilas dérmicas. Piense en las proyecciones como una formación de pliegues de materia celular. Cuanto mayor sea el pliegue, más fuertes serán las conexiones.
Las células de Merkel son receptores sensoriales que detectan el tacto ligero. Forman conexiones sinápticas con nervios sensoriales que llevan información táctil al cerebro. Estas células son abundantes en la superficie de las manos y los pies.
Los melanocitos son células de la capa inferior de la epidermis que producen el pigmento melanina, que da color al cabello y a la piel. Las personas cuyos melanocitos producen más melanina tienen un color de piel más oscuro. Las extensiones celulares de los melanocitos se extienden entre los queratinocitos.
Las células dendríticas o de Langerhans son macrófagos tisulares que contribuyen a la función inmunitaria de la piel. Absorben organismos extraños y son una señal para el sistema inmunitario. Dado que la piel está en contacto constante con el medio ambiente, es importante tener células inmunitarias para ayudar a destruir cualquier agente patógeno que pueda atravesar la barrera celular de la epidermis.
El eccema es una reacción alérgica que se manifiesta como manchas de piel secas y con picazón que se asemejan a erupciones cutáneas. Normalmente es útil tener células inmunitarias en la piel, pero también pueden provocar disfunción si se vuelven hiperactivas. En el eccema, este exceso de actividad puede ir acompañado de hinchazón de la piel, descamación y, en casos graves, sangrado. Otras reacciones alérgicas (mediadas por el sistema inmunitario) incluyen urticaria. Los síntomas de estas afecciones generalmente se manejan con humectantes y tópicamente con cremas corticosteroides o antihistamínicas que reducen la respuesta inmunitaria inflamatoria.
Cáncer de piel
El cáncer en general se inicia debido al daño al ADN que se acumula en una célula en particular con el tiempo. La exposición a los rayos UV del sol puede conducir en última instancia a mutaciones en los genomas de varias células de la piel. La acumulación de mutaciones genéticas durante un período de tiempo, además de otras posibles causas, puede desencadenar el crecimiento descontrolado de las células. Las señales normales de que las divisiones celulares de control (incluso las células madre tienen estos controles) se pierden y las células crecen para formar un tumor o masa de células. Si bien algunos tumores son benignos (permanecen en un solo lugar), otros producen células que se desprenden del tumor y establecen tumores en otras áreas del cuerpo. En otras palabras, hacen metástasis y forman tumores secundarios.
Carcinoma de células basales
El carcinoma de células basales es causado por mutaciones que conducen a la falta de control sobre el crecimiento de células madre ubicadas en el estrato básico. Es la forma más común de todos los cánceres que se presentan en los Estados Unidos. La cabeza, el cuello, los brazos y la espalda son los más susceptibles, debido a la exposición al sol a largo plazo. Aunque la radiación UV es el principal culpable, la exposición a otros agentes, como la radiación electromagnética o los productos químicos cancerígenos, también puede provocar este tipo de cáncer. Lesiones en la piel debido a llagas abiertas, tatuajes, quemaduras, etc. también pueden ser factores predisponentes. El carcinoma de células basales generalmente comienza como un parche, una protuberancia, un crecimiento o una cicatriz desiguales en la superficie de la piel y responde mejor al tratamiento cuando se detecta a tiempo. La escisión quirúrgica completa de la lesión generalmente cura esta forma de cáncer.
Carcinoma de células escamosas
El carcinoma de células escamosas es el segundo cáncer de piel más común y afecta a los queratinocitos. Las lesiones suelen ser escamosas y rojas y son más comunes en el cuero cabelludo, las orejas y las manos. Si no se extirpan, pueden hacer metástasis. La cirugía y la radiación se utilizan para curar el carcinoma de células escamosas.
Melanoma
El melanoma afecta a los melanocitos, las células productoras de pigmento en la epidermis. Es el más mortal de todos los cánceres de piel, ya que es altamente metastásico y puede ser difícil de detectar antes de que se haya diseminado. Los melanomas suelen aparecer como manchas asimétricas de color marrón y negro con bordes desiguales y una superficie elevada. El tratamiento suele incluir escisión quirúrgica e inmunoterapia.
Tejido epitelial
La piel contiene muchos tipos de tejido. La epidermis se clasifica como tejido epitelial compuesto de epitelios escamosos estratificados. La dermis está formada por diferentes tipos de tejidos conectivos, incluidos el tejido conectivo areolar e irregular denso y los histiocitos (macrófagos de tejido). La hipodermis contiene tejido conectivo areolar, tejido adiposo y glándulas.
La epidermis se compone principalmente de células epiteliales escamosas (planas) estratificadas (en capas). Las células epiteliales que se encuentran en las diferentes capas de la epidermis tienen formas diferentes. La estratificación (estratificación) es importante en el tejido epitelial del sistema integumentario, que forma una barrera. Las células epiteliales que se encuentran en otros sistemas tienen otras formas celulares superficiales, como cúbicas (cuboides) y columnares (columnares) en una sola capa (simple) o múltiples capas celulares (estratificadas).
La epidermis contiene varios tipos de células de diferentes orígenes, incluidos queratinocitos (el 95 por ciento de las células son queratinocitos), melanocitos, células de Langerhans y células de Merkel. La epidermis no contiene vasos sanguíneos ni nervios, pero las células de Merkel proporcionan señales a las neuronas sensoriales debajo de esta capa en la dermis. Dado que no hay vasos sanguíneos, las células vivas de la epidermis se nutren por difusión de los capilares de las papilas dérmicas inferiores.
Tejido conjuntivo
Mientras que la epidermis está compuesta de células epiteliales, la dermis está compuesta de tejido conjuntivo. La dermis conecta la epidermis con la hipodermis y proporciona estructura y elasticidad a partir de fibras de colágeno y elastina. Estas proteínas son elaboradas por fibroblastos que se encuentran en la dermis. El colágeno y la elastina trabajan juntos: los colágenos proporcionan fuerza; las elastinas, como su nombre lo indica, son elásticas y permiten la distensión. La piel debe permanecer fuerte para protegerlo de abrasiones y otros cortes. Sin embargo, la piel también necesita ser capaz de deformarse y, con suerte, volver a su forma original.
Los pliegues permanentes en la piel causados por la falta de «retracción» se llaman arrugas. Las arrugas en la piel son causadas por las expresiones faciales habituales, el envejecimiento, el daño solar, el tabaquismo, la mala hidratación y varios otros factores. Las arrugas son un fenómeno sorprendentemente complejo. Principalmente, el sol u otro daño a la piel causa una descomposición del colágeno y la elastina, así como una descomposición en el reemplazo de estas proteínas de la matriz extracelular en la dermis.
Las estrías generalmente acompañan el aumento rápido de peso durante la pubertad y el embarazo, así como durante el aumento rápido de músculo asociado con el levantamiento de pesas. Cuando la dermis (y posiblemente la hipodermis) se estira más allá de sus límites de elasticidad, la piel se estira para acomodar el exceso de presión. En algunos casos, la dermis no se puede rellenar adecuadamente sobre las áreas estiradas y, en realidad, puede desgarrarse, lo que hace que la epidermis se adelgace y haga que los vasos sanguíneos subyacentes sean más visibles. Inicialmente tienen un tono rojizo, pero se aclaran con el tiempo a medida que el tejido se repara y se cura. Aparte de por razones estéticas, no se requiere el tratamiento de las estrías. Ocurren con mayor frecuencia sobre las caderas y el abdomen.
Pigmentación de la piel
La piel contiene diferentes tipos de melanina, incluida la feomelanina, que es rojiza, y la eumelanina, que es de color marrón oscuro. La cantidad y los tipos de melanina producidos están bajo control genético. Las combinaciones de los diferentes tipos de melanina dan como resultado la amplia gama de colores y tonos de piel que se ven en los seres humanos. Si bien el número de melanocitos no varía demasiado entre individuos, el tono de piel depende de la cantidad y el tipo de melanina producida por estas células. Si una persona tiene más melanocitos productores de eumelanina, esa persona tendría un color de piel más oscuro. El predominio de feomelanina es responsable de la coloración rojiza del cabello en algunos individuos.
La exposición al sol hace que se acumule melanina, porque la exposición al sol estimula a los queratinocitos a secretar una hormona peptídica que, a su vez, estimula a los melanocitos a producir melanina. Los melanocitos producen y luego transfieren la melanina a los queratinocitos. Esta acumulación de melanina provoca el oscurecimiento de la piel, o un bronceado. El aumento de melanina también protege el ADN de la piel del daño de los rayos UV en cierta medida, aunque incluso las personas de piel muy oscura pueden contraer cáncer de piel. La síntesis de melanina no alcanza su punto máximo hasta aproximadamente 10 días después de la exposición solar inicial, por lo que los individuos de piel pálida tienden a sufrir quemaduras solares de la epidermis inicialmente. Las personas con piel más oscura también pueden sufrir quemaduras solares, pero están más protegidas que las personas con pigmentación clara.
Los melanosomas, los orgánulos celulares que contienen melanina, son estructuras temporales y finalmente se destruyen por fusión con lisosomas, lo que hace que el bronceado sea transitorio. Demasiada exposición al sol puede eventualmente conducir a arrugas de la piel debido a la destrucción de la estructura celular de la piel, y en casos graves puede causar suficiente daño al ADN para provocar cáncer de piel. Una distribución desigual de melanocitos en la piel da lugar a la aparición de pecas.
Protector solar y radiación UVA y UVB
» UV «es una abreviatura de «ultravioleta».»La radiación ultravioleta es una parte del espectro electromagnético entre la luz visible y los rayos X. El sol emite dos rangos de luz ultravioleta que penetran en la atmósfera de la tierra: UVA y UVB. La radiación UVB es parcialmente absorbida por la capa de ozono, pero algunas aún llegan a la superficie de la Tierra. La radiación UVA no se filtra y toda llega a la superficie de la Tierra. Una de las funciones de nuestro sistema integumentario es protegernos de esta radiación UV. La exposición a esta radiación puede causar daño en la piel y cáncer. Los protectores solares están diseñados para proteger nuestra piel de la radiación UV. Los protectores solares con un factor de protección solar (FPS) de 15 o más proporcionan una buena protección contra la radiación UVB. Para protegerse de la radiación UVA, debe tener un producto de» amplio espectro».