Fisiología y desarrollo de la epidermis.

División celular y cinética de la epidermis.

Estratos de la epidermis.

La epidermis, como ya hemos indicado en entradas anteriores, descama de forma continua perdiendo capas más superficiales. Esta descamación es compensada por la proliferación continua del estrato inferior, el estrato basal, que va generando células que pasan a estratos superiores.

Prácticamente las únicas células de la epidermis que sufren mitosis (es decir, las únicas células proliferativas) se encuentran en el estrato basal. Las mitosis en estratos superiores son muy poco frecuentes (pueden encontrarse células en mitosis dentro del estrato espinoso, pero no es algo común). Y no todas las células del estrato basal están en estado proliferativo de forma continua; de hecho se calcula que alrededor del 60 % de las células basales están activas en un momento dado y el resto solo se activaría si resultase indispensable (cuando se requiera un crecimiento epidérmico más intenso, para cerrar alguna herida o recuperarse de alguna lesión, por ejemplo).

Las células proliferativas entran en mitosis cada doce o catorce días de media. Estas células, al dividirse, generan células de estratos superiores (una célula pasa al estrato superior y la otra ocupa el puesto de la célula madre en la capa basal). El proceso de maduración que sufre la célula que entra en estratos superiores dura el tiempo que tarda en llegar hasta las capas altas del estrato córneo. Lógicamente, esto depende del grosor de la piel. El tiempo medio de reposición o turnover es de unos trece días. Una vez llega a estratos superiores, se mantienen un tiempo adheridas hasta su eliminación final; este tiempo ronda los trece o catorce días. El tiempo de renovación total, desde que la célula es generada por mitosis hasta que es eliminada del estrato descamativo, es de entre treinta y cinco y cuarenta y cinco días cuando la piel se encuentra en condiciones normales (en circunstancias extraordinarias, como una lesión, este tiempo puede acortarse significativamente).

Diferenciación celular y queratogénesis.

Célula epidérmica con marcaje de queratina.

Durante el proceso de ascensión por la epidermis, los queratinocitos van sufriendo una serie de cambios morfológicos y llenándose de una proteína fibrilar endurecedora denominada queratina.

El cambio morfológico más importante es el aplanamiento del queratinocito en su ascenso. En los estratos basal y espinoso son células poligonales, cuboideas; en los estratos superiores se van aplanando hasta constituir una célula totalmente aplanada en el estrato lúcido y córneo.

Estructura de hélice alfa

El proceso más característico es la queratogénesis, la fabricación de queratina por parte del queratinocito. En los estratos inferiores, el queratinocito va acumulando tonofilamentos, precursores de la queratina, que se van acumulando en el citoplasma. Se trata de tres cadenas de proteína constituidas por sendas hélices alfa y enrolladas entre si. Su estructura cuaternaria es, de este modo, un trenzado de hélices.

Estructura de la alfa-queratina

En estratos superiores estos tonofilamentos se van uniendo para formar las tonofibrillas, de mayor grosor y más consistencia. Las tonofibrillas, a su vez, se unen entre si conforme la célula asciende por la epidermis, para formar la queratina. El proceso de formación de queratina se e favorecido por la presencia de queratohialina. Los gránulos de queratohilina son característicos del estrato granular y contienen profilagrina, que se transformarán en filagrina, que a su vez constituye a la formación de la queratina formando una especie de cemento interfibrilar que une a las tonofibrillas. Es decir, que la queratina se forma por la unión de estos filamentos gracias a un componente intermediario (las filigranas).

La acumulación de queratina en el citoplasma del queratinocito hace que este se vaya deteriorando. Pierde sus orgánulos y en los estratos superiores del estrato granular ya podemos decir que la mayor parte de las células están muertas. A esto contribuye también la liberación de los enzimas lisosomales al citoplasma, que acaban de degradar todo el contenido interior del citoplasma (excepto las fibra y queratina, que son proteínas grandes y muy duras); de esta forma, la célula acaba sin orgánulos, con el núcleo muy deteriorado, pero cargada de queratina.

En el estrato granular, en la parte superior sobre manera, los queratinocitos vierten al exterior el contenido de los gránulos denominados corpúsculos de Odland (que empiezan a aparecer en el estrato espinoso), liberando así al espacio intercelular sustancias cementantes. Se trata de ceramidas, una familia de lípidos muy hidrófobos que se establecen en capas y además de formar un cemento, constituyen una importante barrera hidrófoba (evitan la pérdida de agua o la entrada de líquidos acuosos desde el exterior).

La queratina es una proteína fibrilar constituida por fibras helicoidales trenzadas. Es rica en un aminoácido denominado cisteína, que contiene azufre; este azufre es importante ya que forma puentes disulfuro entre dos aminoácidos de cisteína (formando lo que se denomina cistina) de dos cadenas trenzadas. Es una forma de estabilizar la queratina y endurecer el trenzado (evitan que las cadenas se separen unas de otras e incluso que se desplacen unas respecto a las otras).

En el ser humano diferenciamos dos grandes tipos de queratina. Por un lado encontramos la queratina blanda, pobre en azufre (en cisteína) y rica en queratohialina (basa la unión entre fibras en este cemento, en lugar de basarlo en multitud de enlaces químicos covalentes, muy fuertes); esta queratina aparece en la piel y vainas epiteliales del pelo. Por otro lado encontramos la queratina dura, pobre en queratohialina y rica en azufre (por lo tanto, presenta abundantes enlaces disulfuro, con lo que el trenzado es mucho más resistente); esta queratina constituye los anexos cutáneos fuertemente cornificados, es decir, pelos y uñas.

Existen una serie de factores metabólicos y fisiológicos que estimulan o inhiben la proliferación de las células epidérmicas y la queratogénesis. Entre los estimulantes de estos procesos destacan los andrógenos (hormonas sexuales masculinas), el factor de crecimiento epidérmico (se trata de una hormona que se segrega cuando se requiere incrementar la velocidad de recambio de la piel) y la vitamina A. Entre los inhibidores de este proceso destaca, entre otros, la vitamina D.