Epidermis: formación, características, capas, funciones
La epidermis es la capa más superficial de la piel y tiene funciones principalmente de protección ante la presencia de agentes mecánicos, químicos o a la luz ultravioleta. El grosor de esta capa en humanos depende de la zona estudiada, variando entre 0,1 mm en las zonas más delicadas hasta 1,5 mm, en las regiones gruesas.
Estructuralmente, está compuesta por cuatro capas o estratos: córneo, granuloso, espinoso y basal. En esta última región encontramos células en división constante que forma los queratinocitos – células que dominan la composición de la epidermis – que formarán parte del resto de las capas.
En cuanto a su origen embriológico, la epidermis proviene del ectodermo superficial y al cuarto mes de gestación ya se pueden diferenciar las cuatro capas de la estructura.
Índice del artículo
La piel es el órgano que ocupa mayor superficie – con un área mayor a los 2 m2 y con un peso aproximado de 4 kg – por lo que cumple con una enorme variedad de funciones, principalmente de protección.
Este órgano posee una estructura formada por dos capas principales: la dermis y la epidermis.
Se caracteriza por la presencia de queratina. Esta proteína es sintetizada por un número significativo de células epidérmicas denominadas queratinocitos, las cuales son asociadas con la termorregulación y demás formas de protección. Son las células más abundantes de la epidermis.
Otras células que forman parte de la epidermis, pero en menor cantidad que los queratinocitos, son los melanocitos. Estos son los encargados de la producción de melanina, la molécula encargada de dale color a la piel y protegerla.
En la epidermis no se observan vasos sanguíneos ni linfáticos, ya que la nutrición ocurre en la capa siguiente, la dermis, que si está irrigada por estos componentes.
En la epidermis logramos reconocer cuatro capas principales o estratos. Estas son la capa córnea, la capa granulosa, la capa espinosa y la capa basal. A continuación describiremos las características más relevantes de cada estrato celular:
La capa más externa de la epidermis es la córnea. Está formada de múltiples láminas de células muertas llamados queratinocitos. Estas células son productoras de una proteína fibrosa llamada queratina.
Las células que las componen se caracterizan por ser grandes, planas y de forma poliédrica. Se encuentran apiladas en capas verticales de un grosor cercano a las 25 capas, aunque en las palmas de manos y pies pueden encontrarse más de 100 capas.
Un compuesto lipídico se encarga de unir a las células de la capa córnea de manera muy comprimida, de la misma manera que los ladrillos se unen con cemento en una construcción.
La tasa de recambio de estas estructuras es bastante elevada, ya que continuamente están perdiéndose y reponiéndose.
La función inmediata de esta capa es la protección a la fricción y otras perturbaciones físicas. Gracias a sus propiedades impermeables se evita la perdida de agua.
Cuando la capa está expuesta a perturbaciones continuas – como el roce, por ejemplo – tiende a engrosarse y se forma el “callo”.
Inmediatamente después a la capa cornea encontramos a la granulosa, formada por láminas de queratinocitos que van degenerándose paulatinamente hasta que mueren y son reemplazadas por otras células, sufriendo de una descamación constante.
Recibe el nombre de “granulosa”, ya que a luz del microscopio se pueden observar fácilmente un conjunto de gránulos oscuros compuestos de queratohialina.
Este compuesto de los gránulos está formado a su vez de dos proteínas:
– La profilagrina, que es la precursora de la filagrina, una proteína que participa en la cornificación de la piel
– La involucrina, relacionada con queratinización.
También existen gránulos lamelares que, a diferencia de los gránulos anteriores, solamente pueden ser visualizados usando microscopia electrónica.
En el interior de estos gránulos encontramos gran cantidad de polisacáridos, glicoproteínas y lípidos que ayudaran a unir las células del estrato córneo. Es decir, servirán como una especie de cemento molecular.
En estos gránulos también encontramos enzimas con funciones de degradación, responsables de la destrucción eventual del núcleo celular y las organelas.
La tercera capa de epidermis también está formada por queratinocitos. Sin embargo, la forma de estas células ya no es plana, sino que adquiere formas irregulares con numerosos lados, que recuerdan a diferentes formas geométricas.
En esta capa se encuentran los melanocitos y otras células relacionadas con la respuesta inmune, llamadas células de Langerhans.
Los melanocitos son células dendríticas y productoras de pigmentos. Las dendritas se extienden en las células de este estrato, sirviendo como conductores del pigmento.
Las células de Langerhans también son células dendríticas. Se derivan de la médula ósea y constituyen cerca del 5% de las células de epidermis. Estas células son idénticas a los macrófagos que se observan en otros tejidos. Por ello, estas células funcionan como barreras inmunes típicas de la piel.
La estructura del estrato espinoso determina en gran medida las propiedades mecánicas de la piel, como que es resistente a daños mecánicos y a la vez es bastante flexible.
La última capa está formada por un fino estrato de queratinocitos, cuyas formas recuerdan a un cubo o a un cilindro. Es bastante activa desde el punto de vista metabólica y también de la división celular. En este punto se establecen los límites entre la epidermis y la dermis.
Las células de la capa basal se encuentran mayormente indiferenciadas y están en un proceso continuo de proliferación.
En esta capa se generan las células que reemplazaran a las que mueren en las regiones más superficiales. Es decir, se producen en este estrato y luego tienen la capacidad de migran a donde sean requeridas. El tiempo promedio de migración desde la capa basal es de unas dos semanas. Si la piel está herida, este proceso incrementa su velocidad.
Por ello, la capacidad regenerativa de la piel depende en gran medida del estado de la capa basal. En caso de la capa se vea afectada serán necesarios los injertos de piel.
Algunas regiones corporales tienen una capa de epidermis adicional. Las palmas de las manos y de los pies suelen ser un poco más gruesas gracias a la presencia de otra capa superficial denominada capa lúcida.
De las tres capas embrionarias, la piel tiene una formación dual. Mientras que la dermis se desarrolla a partir del mesénquima, la epidermis lo hace del ectodermo superficial.
En las primeras etapas del desarrollo, el embrión se encuentra recubierto por una única capa de células ectodérmicas. A las seis semanas de gestación el epitelio experimenta una división y aparece una capa de células llamadas periderma.
El desarrollo de las células continúa hasta llegar a la formación de una tercera capa en la zona intermedia. En los primeros tres meses, la epidermis es invadida por células en la cresta neural, que serán las responsables de la síntesis de melanina.
A medida que se acerca el cuarto mes de embarazo, la epidermis ya contará con su organización definitiva en cuatro capas bien marcadas.
La primera función de la primera capa de la piel es intuitiva: protección y prevención de la pérdida de fluidos. Esta se encarga de formar una barrera contra distintos tipos de posibles perturbaciones, tanto físicas como químicas. Además de proteger contra distintas clases de patógenos que podrían ingresar al organismo.
Un caso particular de protección es la fotoprotección. La epidermis funciona como una barrera contra la radiación ultravioleta gracias a la presencia de melanina, un pigmento encargado de la absorción de la radiación nociva proveniente del sol.
En los animales, este pigmento es un derivado del aminoácido aromático tirosina y está ampliamente distribuido en los linajes.
La producción de melanina ocurre en la capa basal de la epidermis. La molécula logra cumplir con su objetivo de protección mediando la disipación del calor en un proceso llamado conversión interna ultrarápida.
Esta conversión de una energía nociva a una inocua es crucial para la protección del material genético. Esta protección contribuye a mantener la integridad del ADN, ya que la exposición continua a la radiación puede causar daños a la molécula, siendo asociado con el desarrollo de cáncer.
El color de la piel humana es, presumiblemente, un rasgo adaptativo asociada a la cantidad de luz solar que reciben en el ambiente donde se desarrollan.
Las pieles oscuras se relacionan con la protección ante la radiación solar intensa y la piel clara a zonas donde la captación de la poca luz solar que reciben es indispensable para la síntesis de vitamina D (ver más adelante).
Regular la temperatura es un fenómeno muy importante y trabajoso al que se enfrentan los organismos endotermos. La piel – y por lo tanto la epidermis – es el órgano involucrado en este proceso de regulación.
Junto con la dermis, esta estructura es capaz de controlar la temperatura a través de los mecanismos de sudoración (con la evaporación del mismo el organismo logra perder calor y así reducir la temperatura) y control del flujo sanguíneo.
La piel es un órgano rico en receptores de todo tipo, por lo que interviene en el fenómeno de la percepción y media la comunicación del organismo y su medio ambiente. Estas sensaciones incluyen el tacto, la presión, la temperatura y el dolor. Además, permite responder a estas sensaciones.
Por ejemplos, las células de Merkel son componentes escasos ubicados en la capa más profunda de la epidermis y se relacionan con la mecanorrecepción táctil.
La piel está involucrada en la absorción y excreción de diferentes sustancias como sales minerales, urea, ácido úrico, ácido láctico y otras sustancias de desecho. También se encarga de mediar el tránsito de gases como oxígeno y dióxido de carbono.
El papel de la piel en la respiración depende del organismo estudiado. En organismos pequeños como los anfibios, la piel es fina y participa activamente en el intercambio de gases, a tal punto que algunas especies carecen de pulmones. En los mamíferos, existen estructuras especializadas que se encargan del intercambio gaseoso.
La vitamina D es una sustancia esteroidea esencial formada por cuatro anillos de átomos de carbono, con similitudes estructurales bastante marcadas a la molécula de colesterol.
La síntesis de esta vitamina ocurre en la piel y para que la reacción ocurra es menester la presencia de luz ultravioleta proveniente del sol. Luego se desplaza a otros órganos (riñón e hígado) para continuar con su procesamiento y pasar la forma activa.
La síntesis de vitamina D no está restringida a la región cutánea, también puede provenir de alimentos que se incluyen en la dieta, como el aceite de pescado o alimentos lácteos enriquecidos con esta vitamina.
Participa en la vía metabólica del calcio, del fósforo y en el proceso de mineralización de los huesos. Su función no se restringe al desarrollo y mantenimiento del sistema óseo, también participa en el sistema inmune, endocrino y cardiovascular.
La deficiencia de vitamina D se ha relacionado con raquitismo y osteomalacia; la primera patología es común en edades tempranas, mientras que la segunda está asociada a los adultos. También puede producir osteoporosis, distintos tipos de cáncer, esclerosis múltiples o enfermedades cardiovasculares, entre otras patologías.
La piel no solo es el órgano más grande del ser humano, sino que también es el primero que establece un contado directo con el medio ambiente, por lo que está constantemente expuestos a entes físicos y químicos que podrías lesionarlo y causar heridas.
Estas heridas pueden ser reparadas en cuestión de días (dependiendo de la magnitud de la misma) gracias a que la piel cuenta con un sistema de división celular y renovación tisular muy acelerada.
En el ámbito médico evaluar la condición de la piel proporciona información muy valiosa, ya que es un reflejo veraz del estado de salud del paciente y puede ser de ayuda para la identificación de ciertas patologías.
Además, la piel en el ser humano también juega un papel crucial en la estética y en proporcionar a cada individuo un sentimiento de identidad.
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