Fisiología de la epidermis

Renovación celular

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Disposición de las células germinativas: los queratinocitos basales se sitúan sobre la membrana basal en disposición circular formando la unidad proliferativa epidérmica (UPE)

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Las células basales con capacidad reproductiva se encuentran rodeadas de otras que normalmente no se reproducen. Sólo el 60% de los queratinocitos basales son proliferativos.

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Las células suprabasales (más allá del estrato basal) pueden desarrollar respuestas reproductivas en caso de emergencia (heridas, alteraciones cutáneas…)


El tiempo de renovación celular es establece en unos 39 días, esta renovación lleva aparejada un movimiento celular.
A partir de esa cinética distinguimos tres compartimentos celulares:

- Compartimento proliferativo: corresponde al momento en el que la célula está en el estrato basal

- Compartimento diferenciativo: corresponde al paso por el estrato espinoso y granuloso

- Compartimento cornificado: paso por el estrato córneo

Estos tres compartimentos tienen que ver con la migración / ascenso de la célula hasta la superficie de la piel.

Queratogénesis

La queratinización es un proceso en el cual la célula experimenta unos cambios – diferenciación – en su composición química que terminará con la formación de corneocitos.

Dos aspectos destacables:

- Las células superficiales – ya en una fase de completa queratinización, duras y aplanadas – realizan una labor de protección antes de desprenderse de la piel

- La permanente renovación de la epidermis supone que cada vez que se desprende una célula córnea, nazca otra en el estrato basal o germinativo.

En ese proceso de ascensión / migración hacia los estratos superiores la célula experimenta una serie de modificaciones:

- - Morfológicas: cambia su forma, se aplanan

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- Estructurales: cambia su composición química, se queratinizan

Este proceso comprende dos fenómenos simultáneos:

1º Migración:

La célula epidérmica nace por división mitótica cuando una célula madre se divide dando lugar a otra célula hija.

Esta célula hija pasa por el estrato espinoso iniciando así una migración vertical .

Este proceso migratorio implica para la célula unos cambios que tienen que ver con el fenómeno de la diferenciación.

2º diferenciación:

Tiene que ver con los cambios morfológicos y químicos que experimenta la célula a medida que va ascendiendo a los estratos superiores. En ese tránsito, las células maduran y sufren una serie de cambios:

- morfológicos: pasa de ser cúbica a ser plana

- biológicos: los tonofilamentos que unían las células entre sí inician un proceso de queratinización. La queratina surge a partir de los gránulos de queratohialina. Estos gránulos están compuestos de una proteína llamada profilagrina que posteriormente se transformará en filagrina

Las queratinas

La queratina es una proteína formada por aminoácidos que constituye el estrato córneo, el pelo y las uñas.

En su composición, la queratina cuenta con aminoácidos azufrados de cistina unidos por enlaces peptídicos, puentes de hidrógeno y puentes disulfuro, formando largas cadenas helicoidales.

Dos tipos de queratina:

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- Blanda: localizada en piel y vainas epiteliales, descama, contiene entre un 0,3 y un 1% de azufre

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- Dura: pelo y uñas, no descama, crece continuamente, contiene un 5% de azufre

¿Cómo se sintetiza la queratina?

1º. Los tonofilamentos dan paso a la formación de gránulos de queratohialina en el estrato granuloso.

2º. Los orgánulos celulares desaparecen por acción de los lisosomas, los productos de esta degradación se vierten al exterior de la célula y junto a la membrana plasmática forman el cementos intercelular

3º. Dentro del corneocito se forma un complejo filagrina-queratina formado por filamentos de queratina en un cemento interfibrilar envuelto en una membrana rígida.

Pigmentación cutánea

-La piel, el pelo y el cabello poseen un color natural que proporciona la melanina. Se trata de un pigmento que colorea y protege el pelo y la piel. El proceso de producción de melanina por parte de los melanocitos se llama melanogénesis.

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-Los melanocitos están en el estrato basal y en los folículos pilosos. Se encuentran en igual número en población blanca y negra, sólo que en estos últimos son más grandes y activos.

A lo largo de la vida la actividad de los melanocitos se desarrolla prograsivamente hasta la pubertad y adolescencia, momento en que comienza a descender lentamente.

En el citoplasma de los melanocitos se presentan unos orgánulos esféricos llamados melanosomas que producen la melanina.

Melanogénesis

La melanina es el pigmento que da color a la piel y cabello. Se sintetiza en los melanosomas a partir de un aminoácido llamado tirosina. Sobre la tirosina actúa una enzima llamada tirosinasa iniciando el proceso de la melanogénesis a partir de las siguientes etapas:

1. La tirosina que está contenida en unas vesículas dentro del melanocito ve como la enzima tirosinasa actúa sobre ella iniciando la formación de los melanosomas. El melanosoma se va engrandeciendo, la tirosinasa se vuelve más activa. El melanosoma se madura y melaniza. Es opaco.

2. Los melanosomas se desplazan por las dendritas de los melanocitos, llegando hasta el estrato espinoso.

3. Los gránulos de melanina son inyectados dentro de las células basales.

Las melaninas

Es el pigmento responsable del color de la piel, funciona como elemento protector, como filtro que nos preserva de las radiaciones UV.

Tipos de la melanina:

- - Eumelanina: propia de cabello / piel negro castaño, es la más común.

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- Feomelanina: pigmento amarillo, rojizo. Propio de coloraciones claras. Una variedad de la feomelanina son los tricocromos, que aporta unas tonalidades rojizas caracteristicas de los pelirrojos (rutilismo)

Pigmentaciones epidérmicas

La pigmentación epidérmica depende de la melanina pero también de otros elementos que aportan coloraciones:

- - La propia melanina aporta tonalidades pardas, el matiz es genético.

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- Carotenoides: son pigmentos de algunas plantas. El principal son los carotenos que se encuentran en el tomate, la zanahoria. Se obtienen a partir de la dieta.

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- Hemoglobina oxidada: antes de llegar a los tejidos es de color rojizo, cuando llega a éstos se desprende del oxígeno que transporta (reducida) y toma color azulado.

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- Queratina: aporta un tono amarillento.

Hay tres factores que afectan a la pigmentación:

1º. El tamaño actividad enzimática de las células melanocitos: en las personas de piel negra son más grandes, tienen mayores dendritas y mayor actividad: sintetizan más melanina.

2º. Forma y tamaño de los melanosomas: son mayores en la población negra.

3º. Nivel de degradación del color de la melanina dentro del queratinocito. En los blancos la melanina están en el estrato basal y espinoso, los gránulos están dispersos; en los negros la melanina llega hasta el estrato córneo.

Regulación de la melanogénesis

La síntesis de melanina está influenciada por factores internos y externos que condicionan el color final de la piel:

* Mecanismos internos, propios del melanocito:
- Falta de tirosinasa
- Sustancias que inhiban la síntesis de melanina, ej. cobre

* Mecanismos externos, generales
- Factores genéticos
- Factores hormonales
- Factores ambientales: a mayor temperatura mayor actividad de la tironasa; la plata aporta tono azulado, el oro tono violáceo; las radiaciones ultravioleta oxidan la melanina (fotoxidación) y aumenta su producción.

Importancia de la fisiología de la epidermis

Son alteraciones comunes la descamación y la deshidratación superficial

Es importante reconocer cuándo se trata de una alteración estética o de una patología que requiere tratamiento médico.

Las dos alteraciones más frecuentes se caracterizan por:

- Descamación: es frecuente y se incrementa con la edad

- Deshidratación: se puede deber a alteraciones de los factores naturales de hidratación (NMF) son sustancias que evitan las pérdidas de agua de la piel y por tanto favorecen la hidratación. Son capaces de retener agua en la capa córnea (entre un 10% y un 20%)

En cuanto a las alteraciones en la pigmentación, son comunes las hipercromías. Tienen tratamientos despigmentadores, se pueden aplicar exfoliantes y fotoprotectores.

La piel. Estructura de la epidermis

La piel. Estructura de la epidermis

La piel es el órgano que recubre toda la superficie corporal constituyendo una envoltura que limitará el cuerpo humano con el exterior.

•Una de esas funciones consiste en conectar a los individuos con el medio que les rodea, con su entorno. La piel nos comunica con el exterior: es un órgano de relación.

•A través de la piel las personas recibimos información del estado del medio externo así como protección frente a las agresiones físicas, químicas y biológicas.

La estructura cutánea

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La piel se organiza en capas:

•- Epidermis: la más superficial, delgada, células muy juntas, sin matriz extracelular. Formada por tejido epitelial.

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- Dermis: 20 ó 30 veces más gruesa, fibrosa, de tejido conectivo atravesado por vasos sanguíneos y terminaciones nerviosas. Anexos cutáneos.

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- Hipodermis: es un tejido subcutáneo graso: adiposo. Formada por unas células llamadas adipocitos.

La estructura cutánea

La piel es el órgano más pesado del cuerpo (5-7%) y el mayor (1,5 – 2 m2)
La piel varía mucho de una zona a otra, tanto anatómica como fisiológicamente.

Elementos que demuestran esas variaciones:

- Grosor: palmas 3mm, párpados (0,5 mm). También varía con el género: los hombres más gruesa que las mujeres.
- Coloración: depende del grupo étnico, factores genéticos, del tiempo de exposición a los rayos ultravioleta
- Pilosidad: excepto palmas y plantas, semimucosas y tercera falange; el resto del cuerpo presenta piel pilosa.
- Textura: no es lisa, presenta orificios, depresiones, eminencias, irregularidades… El microrelieve de la piel forma como unos surcos que constituyen la textura cutánea. Estos dibujos se asocian a las organización de la dermis papilar así como a la distribución de las fibras.

Funciones cutáneas

A continuación desarrollamos una introducción a las funciones que desempeña el órgano cutáneo:

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- Función protectora: el órgano cutáneo constituye el elemento que separa nuestro organismo del medio que nos rodea, convirtiéndose en la primera barrera protectora del organismo.

- Función termoreguladora: el órgano cutáneo mantiene constante la temperatura corporal.

- Función metabólica: la piel interviene en el metabolismo de lípidos y en la producción de vitamina D

- Función secretora: las glándulas sebáceas y sudoríparas segregan sebo y sudor produciendo la emulsión epicutánea. Este manto hidrolipídico es fundamental en el mantenimiento de la integridad de la piel.

- Función sensorial: a través del tacto obtenemos información sobre el entorno que nos rodea.

- Es una fuente de información sobre procesos fisiológicos y patológicos de la vida de toda persona.

- Órgano de expresión y comunicación: contribuye a presentar un buen aspecto, una apariencia saludable. Aunque también refleja recidivas.

Propiedades mecánicas de la piel

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Elasticidad y distensibilidad
* Epidermis: se adapta a los movimientos de las articulaciones y resiste traumatismos debido a su elasticidad y flexibilidad. Cuando se excede el límite de extensibilidad se pueden producir lesiones.
* Dermis: la textura fibrosa de la dermis y la sustancia intercelular acuosa y gelatinosa hacen de amortiguador. La unión de la epidermis con la dermis está formada por papilas dérmicas (hendiduras y ondulaciones) que evitan los desplazamientos.
* Hipodermis: funciona como un cojín elástico.

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Resistencia

–Las células del estrato córneo ejercen de coraza frente a los traumatismos.– Cuando mayor es la hidratación y se produce un aumento de secreción sebácea menor es la eficacia de la defensa que ofrece el estrato córneo.

Fisiología externa de la piel

Aspectos de la piel fundamentales para conocer la estructura de sus tejidos:
- Las células de la epidermis forman una barrera protectora: frente a la entrada de sustancias, microorganismos, pérdida de agua…
- La piel es una malla protectora. La dermis es un tejido fibroso y resistente que proporciona nutrientes a la epidermis.
- La piel es un órgano de reserva energética pues el tejido subcutáneo ( la hipodermis) es el almacén de reserva energética, amortiguador de golpes y aislante térmico.
- En la piel se producen secreciones sebáceas y sudoríparas que forman la emulsión epicutánea, cosmético natural de la piel.
- La actividad de renovación celular de la piel implica que diariamente perdamos células muertas de forma inconsciente.
- La flora cutánea de la piel supone que toda la superficie de la piel está colonizada por microorganismos de dos tipos:
* Flora resistente: integrada por microorganismos saprófitos
* Flora transitoria: son gérmenes contaminantes y a veces patógenos.

La EPIDERMIS

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- Capa más externa de la piel. Formada por células (queratinocitos) que realizan labores de protección.
- El proceso de queratinización consiste en que las células al nacer, en el estrato basal, van ascendiendo al tiempo que se van endureciendo y queratinizando. Una vez han llegado al estrato córneo - aplanadas y sin núcleo – se desprenden de forma natural.

- Constituida por un tejido epitelial estratificado formado por varios estratos: basal, espinoso, granuloso, lúcido y córneo.

- Limita por su parte inferior con la dermis a través de la membrana basal.

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- Posee abundantes células muy unidas entre sí con escasísima sustancia extracelular.

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- No está irrigada ni inervada, se nutre a través de la llegada de nutrientes procedentes del plexo papilar (dermis superior) hasta la membrana basal.

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- La epidermis procede del ectodermo, capa germinal más externa que se forma durante el desarrollo del embrión. También tienen este mismo origen las glándulas sebáceas y sudoríparas y los anexos queratinizados.

Células de la epidermis

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* Queratinocitos:

- El 90% de las células de la epidermis son queratinocitos

- Los queratinocitos sintetizan queratina (proteína de la piel, cabello y uñas)
- Constituyen el tejido epitelial, cuyas células sufren transformaciones morfológicas y químicas.

-- En los estratos superiores, córneo, las células se presentan queratinizadas y realizan funciones protectoras

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* Melanocitos:

- Proporción 5%

- Presentan prolongaciones citoplasmáticas o dendríticas que llegan hasta el estrato espinoso.

- Se encuentran en el estrato basal.

- Elaboran melanina, un pigmento que da color a la piel y protección frente a los rayos UV

- El proceso de producción de la melanina se llama melanogénesis

* Células de Langerhans:
- Proporción 3-5%
- Se sitúan en el estrato basal, espinoso y granuloso, así como en los folículos pilosos, glándulas sebáceas y sudoríparas apocrinas.
- Interviene en los procesos inmunológicos. Identifica a los antígenos para que el organismo cree anticuerpos.

*Células de Merkel:
- Proporción 0,1%
- Actúan como receptores del tacto
- Se sitúan en el estrato basal y cerca de los folículos pilosos.
- Presentan una estructura llamada discos táctiles.

Uniones celulares

Las células de la epidermis están muy unidas y conexionadas entre sí, no dejando espacios intercelulares, por tanto, con escasísima sustancia extracelular.
Esta unión tan firme permite formar una barrera protectora y que favorece la impenetrabilidad de la piel. Esta estructura tan conexionada cuenta unos mecanismos de unión celulares formados por tres elementos:
* Cemento intercelular es una sustancia que interviene en la cohesión de los queratinocitos en los estratos granuloso y córneo. El cemento intercelular se compone de lípidos cementantes (ceramidas, ácidos grasos) elaborados a partir de los corpúsculos de Odland durante el proceso de queratinización.

* Desmosomas son estructuras de las células epiteliales que les permiten estar unidas entre sí. Están formadas por compuestos químicos llamados tonofilamentos o filamentos de citoqueratina. Los tonofilamentos (fibra proteínica) se insertan entre los citoplasmas de 2 células desarrollando una función de sostén. Los haces de tonofilamentos entran en las células vecinas formando un filamento enlazador. Los tonofilamentos se forman y descomponen facilitando el proceso descamativo.

* Hemidesmosomas son desmosomas que facilitan la unión del epitelio a la lámina / membrana basal. Cuentan con tonofilamentos que posibilitan esta unión.

Estructura de la epidermis

La epidermis está constituida mayoritariamente por queratinocitos.
La epidermis no cuenta con vasos sanguíneos ni terminaciones nerviosas.
Está formada por 4 ó 5 estratos constituidos por las mismas células que va pasando por diferentes estados de la vida.
A lo largo de este recorrido las células se van llenando de queratina, van muriendo y desprendiéndose de la piel. • Este proceso, fundamental para la función de protección, se llama queratinización.
Está formada por los siguientes estratos:
- Basal
- Espinoso o de Malpighio
- Granuloso
- Lúcido
- Córneo

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Basal
- Es el más profundo. Formado por queratinocitos con gran capacidad reproductiva.
- Formado por una única hilera de células.
- Situado sobre la membrana basal
- Tiene aspecto ondulado. Esas hendiduras son las papilas dérmicas, tienen esta forma para reforzar la unión entre la epidermis y la dermis
- Se localizan queratinocitos basales, los únicos que tienen capacidad reproductiva.
- Están unidos entre sí y con el estrato superior por medio de desmosomas. Y con la membrana basal por medio de hemidesmosomas.
- También se localizan melanocitos intercalados con los queratinocitos en proporción 1/20
- El proceso de reproducción / mitótico posibilita que una de las células ascienda hasta el estrato superior, momento en el cual pierde su capacidad reproductiva.

•Espinoso, mucoso o de Malpighio
- Situado por encima del estrato basal. Sus células presentan un aspecto globoso y poliédrico.
- Este estrato está formado por entre 5 y 20 capas de espesor cuyas células se van aplanando a medida que van ascendiendo.
- Las células están adheridas entre sí por desmosomas lo que proporciona una fuerte cohesión de unas a otras.

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Granuloso
- Constituido por 2 ó 3 hileras de células aplanadas, más gruesas del centro que de los extremos.
- En este estrato, las células presentan gránulos de queratohialina, sustancia que precede a la queratina.
- En ese proceso, las células pierden su vitalidad y comienzan perder el núcleo y los orgánulos citoplasmáticos. – En ese tránsito, las células van quedando repletas de tonofibrillas y se van a transformar en queratina, pasando a llamarse corneocito.

El estrato lúcido sólo aparece en manos y pies. Lo forman 2 ó 3 hileras de células aplanadas y semitransparentes. Algunos histólogos lo consideran parte del granuloso.

•Córneo

•- Estrato más superficial del epitelio.
- El estrato córneo está formado por varias hileras de células muertas, enucleadas, secas, que no son sino bolsitas aplanadas de queratina.
- Los corneocitos están desplazándose permanentemente hacia la superficie, donde se van desprendiendo. (descamación si el proceso es aparente)
- La unión entre los corneocitos se produce a través de corneodesmosomas, elementos que van desapareciendo en las hileras más superficiales para facilitar el desprendimiento de las células.

- Algunos autores han dividido el estrato córneo en dos zonas: – una más profunda, compactum, donde las células se presentan más compacta y otra llamada disjuntum donde las células ya están próximas a desprenderse.
- Su espesor es variable dependiendo de la región del cuerpo. Cuando se trata de una zona sometida al rozamiento continuo, el espesor aumenta produciéndose la llamada hiperqueratinización.
- La barrera de Rein impide la pérdida de agua y la entrada de sustancias extrañas.