Los queratinocitos son el tipo principal de células que se encuentran en la epidermis , la capa más externa de la piel . En los seres humanos, constituyen el 90% de las células epidérmicas de la piel. [1] Las células basales de la capa basal ( estrato basal ) de la piel a veces se denominan queratinocitos basales . [2]
Función
La función principal de los queratinocitos es la formación de una barrera contra el daño ambiental por calor , radiación UV , pérdida de agua , bacterias patógenas , hongos , parásitos y virus .
Los patógenos que invaden las capas superiores de la epidermis pueden hacer que los queratinocitos produzcan mediadores proinflamatorios , en particular quimiocinas como CXCL10 y CCL2 (MCP-1) que atraen monocitos , células asesinas naturales , linfocitos T y células dendríticas al sitio de la invasión del patógeno. [3]
Estructura
Varias proteínas estructurales ( filagrina , queratina ), enzimas ( proteasas ), lípidos y péptidos antimicrobianos ( defensinas ) contribuyen a mantener la importante función de barrera de la piel. La queratinización es parte de la formación de la barrera física ( cornificación ), en la que los queratinocitos producen cada vez más queratina y experimentan una diferenciación terminal. Los queratinocitos completamente cornificados que forman la capa más externa se desprenden constantemente y son reemplazados por nuevas células. [4]
Diferenciación celular
Las células madre epidérmicas residen en la parte inferior de la epidermis (estrato basal) y están unidas a la membrana basal a través de hemidesmosomas . Las células madre epidérmicas se dividen de manera aleatoria produciendo más células madre o células amplificadoras de tránsito. [5] Algunas de las células amplificadoras del tránsito continúan proliferando y luego se comprometen a diferenciarse y migrar hacia la superficie de la epidermis. Esas células madre y su progenie diferenciada se organizan en columnas denominadas unidades de proliferación epidérmica. [6]
Durante este proceso de diferenciación, los queratinocitos se retiran permanentemente del ciclo celular , inician la expresión de marcadores de diferenciación epidérmica y se mueven suprabasalmente a medida que se vuelven parte del estrato espinoso , estrato granuloso y, finalmente, corneocitos en el estrato córneo .
Los corneocitos son queratinocitos que han completado su programa de diferenciación y han perdido su núcleo y orgánulos citoplasmáticos . [7] Con el tiempo, los corneocitos se desprenderán por descamación a medida que entren otros nuevos.
En cada etapa de diferenciación, los queratinocitos expresan queratinas específicas , como queratina 1 , queratina 5 , queratina 10 y queratina 14 , pero también otros marcadores como involucrina , loricrina , transglutaminasa , filagrina y caspasa 14 .
En los seres humanos, se estima que los queratinocitos pasan de las células madre a la descamación cada 40 a 56 días, [8] mientras que en los ratones el tiempo de rotación estimado es de 8 a 10 días. [9]
Los factores que promueven la diferenciación de queratinocitos son:
- Un gradiente de calcio , con la menor concentración en el estrato basal y concentraciones crecientes hasta el estrato granuloso externo, donde alcanza su máximo. La concentración de calcio en el estrato córneo es muy alta en parte porque esas células relativamente secas no pueden disolver los iones. [10] Esas elevaciones de las concentraciones de calcio extracelular inducen un aumento de las concentraciones de calcio libre intracelular en los queratinocitos. [11] Parte de ese aumento de calcio intracelular proviene del calcio liberado de las reservas intracelulares [12] y otra parte proviene de la entrada de calcio transmembrana, [13] a través de los canales de cloruro sensibles al calcio [14] y los canales catiónicos independientes del voltaje permeables al calcio . [15] Además, se ha sugerido que un receptor sensor de calcio extracelular (CaSR) también contribuye al aumento de la concentración de calcio intracelular. [dieciséis]
- La vitamina D 3 (colecalciferol) regula la proliferación y diferenciación de queratinocitos, principalmente al modular las concentraciones de calcio y regular la expresión de genes implicados en la diferenciación de queratinocitos. [17] [18] Los queratinocitos son las únicas células del cuerpo con toda la vía metabólica de la vitamina D, desde la producción de vitamina D hasta el catabolismo y la expresión del receptor de vitamina D. [19]
- Catepsina E . [20]
- Factores de transcripción del homeodominio de TALE . [21]
- Hidrocortisona . [22]
Dado que la diferenciación de queratinocitos inhibe la proliferación de queratinocitos, los factores que promueven la proliferación de queratinocitos deben considerarse para prevenir la diferenciación. Estos factores incluyen:
- El factor de transcripción p63, que evita que las células madre epidérmicas se diferencien en queratinocitos. [23]
- Vitamina A y sus análogos. [24]
- Factor de crecimiento epidérmico . [25]
- Factor de crecimiento transformante alfa . [26]
- Toxina del cólera . [22]
Interacción con otras células
Dentro de la epidermis, los queratinocitos están asociados con otros tipos de células como los melanocitos y las células de Langerhans . Los queratinocitos forman uniones estrechas con los nervios de la piel y mantienen las células de Langerhans y los linfocitos intradérmicos en posición dentro de la epidermis. Los queratinocitos también modulan el sistema inmunológico : además de los péptidos antimicrobianos y las quimiocinas antes mencionados, también son potentes productores de mediadores antiinflamatorios como IL-10 y TGF-β . Cuando se activan, pueden estimular la inflamación cutánea y la activación de las células de Langerhans a través de la secreción de TNFα e IL-1β . [ cita requerida ]
Los queratinocitos contribuyen a proteger el cuerpo de la radiación ultravioleta (UVR) al absorber los melanosomas , vesículas que contienen el fotoprotector endógeno melanina , de los melanocitos epidérmicos. Cada melanocito de la epidermis tiene varias dendritas que se estiran para conectarlo con muchos queratinocitos. Luego, la melanina se almacena dentro de los queratinocitos y melanocitos en el área perinuclear como "tapas" supranucleares, donde protege el ADN del daño inducido por la UVR . [27]
Papel en la cicatrización de heridas
Las heridas en la piel serán reparadas en parte por la migración de queratinocitos para llenar el espacio creado por la herida. El primer grupo de queratinocitos que participa en esa reparación proviene de la región protuberante del folículo piloso y solo sobrevivirá de manera transitoria. Dentro de la epidermis curada, serán reemplazados por queratinocitos que se originan en la epidermis. [28] [29]
Por el contrario, los queratinocitos epidérmicos pueden contribuir a la formación de folículos pilosos de novo durante la curación de grandes heridas. [30]
Se necesitan queratinocitos funcionales para la cicatrización de la perforación timpánica. [31]
Células de quemaduras solares
Una célula quemada por el sol es un queratinocito con núcleo picnótico y citoplasma eosinofílico que aparece tras la exposición a radiación UVC o UVB o UVA en presencia de psoralenos . Muestra queratinización prematura y anormal , y se ha descrito como un ejemplo de apoptosis . [32] [33]
Envejecimiento
Con la edad, la homeostasis de los tejidos disminuye en parte porque las células madre / progenitoras no logran autorrenovarse o diferenciarse . El daño al ADN causado por la exposición de células madre / progenitoras a especies reactivas de oxígeno (ROS) puede desempeñar un papel clave en el envejecimiento de las células madre epidérmicas . La superóxido dismutasa mitocondrial ( SOD2 ) normalmente protege contra ROS. Se observó que la pérdida de SOD2 en células epidérmicas de ratón causaba senescencia celular que detenía irreversiblemente la proliferación en una fracción de queratinocitos. [34] En ratones mayores, la deficiencia de SOD2 retrasó el cierre de la herida y redujo el grosor de la epidermis. [34]
Cuerpo Civatte
Un cuerpo de Civatte (llamado así por el dermatólogo francés Achille Civatte, 1877-1956) [35] es un queratinocito basal dañado que ha sufrido apoptosis , y que consiste principalmente en filamentos intermedios de queratina y casi invariablemente está cubierto de inmunoglobulinas , principalmente IgM. [36] Los cuerpos de Civatte se encuentran característicamente en lesiones cutáneas de diversas dermatosis , particularmente liquen plano y lupus eritematoso discoide . [36] También se pueden encontrar en la enfermedad de injerto contra huésped , reacciones adversas a medicamentos , queratosis inflamatoria (como queratosis actínica liquenoide y queratosis similar al liquen plano ), eritema multiforme , penfigoide bulloso , eccema , liquen planopilaris , dermatosis neutrofílica febril , necrólisis epidérmica tóxica , herpes simplex y de la varicela zoster lesiones, dermatitis herpetiforme , porfiria cutánea tardía , sarcoidosis , dermatosis pustulosa subcorneal , dermatosis acantolítica transitoria y hiperqueratosis epidermolítica . [36]
Ver también
- Epidermis
- Piel
- Corneocito
- Bordillo
- HaCaT
- Lista de tipos de células humanas derivadas de las capas germinales
- Epidermidibacterium keratini
Referencias
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A lo largo de la vida, las células queratinizadas muertas de la capa cornificada se desprenden (los seres humanos pierden alrededor de 1,5 gramos de estas células cada día *) y son reemplazadas por nuevas células, cuya fuente son las células mitóticas de la capa de Malpighi. Las células de pigmento (melanocitos) de la cresta neural también residen en la capa de Malpighi, donde transfieren sus sacos de pigmento (melanosomas) a los queratinocitos en desarrollo.
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