Estrato córneo: características, histología, funciones
El estrato córneo, o capa escamosa, es la capa más externa de la epidermis de los vertebrados terrestres, en la cual las células denominadas corneocitos, están llenas de queratina. Esta capa es una innovación evolutiva de los tetrápodos que los ayuda a sobrevivir en ambientes terrestres secos y abrasivos.
La epidermis, en la superficie, y la dermis, bajo ella, forman la piel o integumento, que es uno de los órganos más largos del cuerpo. La epidermis puede diferenciarse en pelos, plumas, escamas córneas, cuernos, garras y uñas, picos, y en el sistema de filtros de la boca de las ballenas.
Índice del artículo
- 1 Características generales
- 2 Histología
- 3 Funciones generales
- 4 Conservación de agua y protección contra la entrada de patógenos
- 5 Hidratación, filtrado UV, e inmunosupresión
- 6 Descamación
- 7 Referencias
Los corneocitos del estrato córneo son células muertas, es decir carecen de núcleo y organelos celulares. Estas células epidérmicas se forman por mitosis en la capa basal profunda. Empujan a las células preexistentes hacia la superficie, donde mueren de forma ordenada. Son exfoliadas y continuamente reemplazadas por células de capas subyacentes.
Durante la muerte celular, la proteína queratina se acumula en el interior celular. A este proceso se le denomina queratinización o cornificación, y a las células que producen queratina se les llama queratocitos. La queratina reemplaza gradualmente el citoplasma metabólicamente activo, y las células se transforman en células cornificadas, denominadas corneocitos.
Los corneocitos tienen una envoltura insoluble que reemplaza la membrana plasmática. Esta envoltura está compuesta por ácidos grasos, esteroles y ceramidas. Estos lípidos son producidos por los cuerpos lamelares, organelos presentes en los queratocitos que no han comenzado a cornificarse.
La envoltura de lípidos constituye el andamiaje para la organización molecular de lípidos extracelulares que forman hojas bicapa en los espacios entre corneocitos. Estas capas de lípidos ofrecen resistencia a la absorción de agentes químicos y otras substancias solubles en agua. Evitan la pérdida de agua por evaporación.
Las pieles de reptiles, aves y mamíferos están compuestas por epitelio escamoso estratificado. La epidermis de estos vertebrados difiere en el número de capas o regiones que la conforman.
En los reptiles, la epidermis tiene tres regiones: estrato basal, estrato granuloso y estrato córneo. Los cocodrilos y las tortugas mudan muy poco la piel, mientras que las serpientes experimentan la remoción de regiones extensas de la superficie de la epidermis.
En las aves, la epidermis tiene dos regiones: estrato basal y estrato córneo. Entre las dos capas hay una capa transitoria de células que experimentan queratinización.
En los mamíferos, la epidermis tiene cuatro regiones: estrato espinoso, estrato granuloso, estrato lucidum y estrato córneo. La queratinización es mayor en las regiones donde hay más fricción, tales como las palmas de las manos y la planta de los pies.
En los vertebrados, la capa córnea consta de 20 a 30 hileras de corneocitos aplanados (30–40 µm). Usando un microscopio, se observa como una capa de fibras que parece una pared de ladrillos, de un grosor de 0,75 a 1,5 mm. Los corneocitos son “fantasmas” de células con haces de queratina en su interior.
El estrato córneo está organizado en dos sistemas de compartimientos morfológicamente y funcionalmente diferentes: corneocitos y la matriz extracelular (conformada por lípidos neutros).
Los corneocitos proporcionan resistencia mecánica al corte o al impacto, son una barrera contra la luz ultravioleta, siendo el sitio donde comienza la inflamación (activación de citoquinas) y la fotoinmunosupresión.
La matriz extracelular se encarga de la integridad del estrato córneo, la cohesión y la descamación. Funciona como una barrera antimicrobiana (inmunidad innata) y proporciona absorción selectiva. Los corneocitos y la matriz lipídica actúan como barreras que impiden la permeabilidad y la hidratación.
La función del estrato córneo depende de su composición bioquímica y de la estructura del tejido. Antes de morir, los queratocitos del estrato granuloso se encargan de producir las sustancias que se encargarán de las funciones que realiza el estrato córneo.
Los queratocitos, además de producir lípidos, generan: enzimas que procesan estos lípidos, enzimas proteolíticas, glicoproteínas, inhibidores de enzimas y péptidos antimicrobianos.
La capacidad de la piel de impedir la pérdida de agua y el ingreso de patógenos depende de las cuatro características de la matriz extracelular del estrato córneo: 1) cantidad absoluta de lípidos; 2) distribución de lípidos; 3) propiedades hidrofóbicas; y 4) organización supramolecular de lípidos. Se estima que en los humanos esta barrera evita la pérdida de 300–500 ml/día.
Las cantidades de los lípidos en el estrato córneo son: ceramidas, 50%; ácidos grasos, 25% (pueden ser esenciales y no esenciales; contribuyen a acidificar el estrato); colesterol, 25%. Estos lípidos forman una estructura lamelar que cierra los espacios intercelulares dentro del estrato, formando una barrera impermeable.
En la matriz extracelular hay otros componentes, además de la estructura lamelar, que contribuyen a formar esta barrera: envoltura de los corneocitos; monocapas de ω-hidroxiceramida que rodea a los corneocitos; enzimas; péptidos antimicrobianos; y proteínas estructurales secretadas por los cuerpos lamelares de queratocitos.
Entre los péptidos antimicrobianos, se encuentran la beta-defensina, que posee actividad antimicrobiana potente contra bacterias gram-positivas, levaduras y virus, y la catelicidina, que posee actividad contra una amplia variedad de bacterias (incluyendo Staphyloccous aureus) y virus.
Dentro de los corneocitos hay muchas sustancias higroscópicas, que junto con azúcares simples y electrolitos, reciben el nombre de factores de humectación natural (FHN). Tienen un papel importante en el mantenimiento de la hidratación del estrato córneo.
La degradación de la filagrina produce FHN, constituidos por: 1) aminoácidos libres como histidina, glutamina y arginina (producto de la proteolisis); y 2) ácido carboxílico de la pirrolidina, ácido urocánico, citrulina, ornitina y ácido aspártico (producto de la acción de enzimas sobre los aminoácidos libres).
Mediante la enzima histidina amonoliasa, la histidina produce ácido trans-urocánico (tUCA), que es fotoisomerizado mediante UV-A a cis-urucánico (cUCA). Esta última molécula actúa como filtro solar y es, además, un potente inmunosupresor que participa en la patogénesis de cáncer de piel producida por luz ultravioleta (UV).
Una de las características del estrato córneo es la descamación, que consiste en la degradación proteolítica de los corneodesmosomas, cuya naturaleza es proteica y por ello se encargan de mantener unidos a los corneocitos.
Esto puede ser evidenciado morfológicamente por la pérdida de los corneodesmosomas y la desaparición de otras proteínas, tales como la desmocolina 1.
Existen por lo menos diez tipos de serina proteasas que se encuentran en el estrato córneo y están implicadas en la descamación. Por ejemplo, la quimotripsina y la enzima tríptica del estrato córneo. La activación de estas enzimas depende de la presencia de inhibidores endógenos y del estado fisiológico del estrato córneo (pH bajo; Ca+2 poco hidratado).
- Burns, T., Breathnach, S., Cox, N., Griffiths, C. 2010. Rook’s textbook of dermatology. Wiley, Oxford.
- Del Rosso, J. Q., Levin, J. 2011. The clinical relevance of maintaining the functional integrity of the stratum corneum in both healthy and disease-affected skin. Journal Clinical Aesthetic and Dermatology, 4, 22–44.
- Elias, P. M. 2005. Stratum corneum defensive functions: an integrated view. Journal of Investigative Dermatology,125, 183–200.
- Elias, P. M. 2012. Structure and function of the stratum corneum extracellular matrix. Journal of Investigative Dermatology, 132, 2131–2133.
- Elias, P. M., Choi, E. H. 2005. Interactions among stratum corneum defensive functions. Experimental Dermatology, 14, 719–726.
- Hall, J. E. 2016. Guyton and hall textbook of medical physiology. Elsevier, Philadelphia.
- Kardong, K. V. 2012. Vertebrates: comparative anatomy, function, evolution. McGraw-Hill, Nueva York.
- Menon, G. K. 2015. Lipids and skin health. Springer, Nueva York.
- Schurer, N., Elias, P. M. 1991. The biochemistry and function of stratum corneum lipids. Advances in Lipid Research, 24, 27–56.
- Vasudeva, N., Mishra, S. 2014. Inderbir Singh’s textbook of human histology, with colour atlas and practical guide. Jaypee, Nueva Deli.