¿Qué es el estrato córneo?
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, 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.
Características del estrato córneo
– Composición celular. 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.
– Queratinización. Durante la muerte celular, la 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.
– Barrera. Actúa como una barrera protectora contra agentes externos, como microorganismos patógenos, toxinas, irritantes químicos y radiación ultravioleta. Su estructura compacta y queratinizada ayuda a prevenir la pérdida de agua y a mantener la homeostasis hídrica de la piel.
– Hidratación. Aunque el estrato córneo es en su mayoría impermeable al agua, también contiene componentes que ayudan a retener la humedad y mantener la piel hidratada. Estos incluyen lípidos intercelulares y factores de hidratación natural (NMF, por sus siglas en inglés) como aminoácidos, lactato y urea.
Histología del estrato córneo
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, como las palmas de las manos y 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.
Funciones del estrato córneo
- Protección. El estrato córneo está organizado en dos sistemas de compartimientos morfológica 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.
- Inmunidad innata. 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.
- Impermeabilidad, Los corneocitos y la matriz lipídica actúan como barreras que impiden la permeabilidad y la hidratación.
- Regulación de la pérdida de agua. Ayuda a regular la pérdida de agua desde el interior del cuerpo hacia el exterior. Aunque es impermeable al agua, contiene componentes que ayudan a mantener la hidratación de la piel y a prevenir la pérdida excesiva de agua.
- Exfoliación y renovación celular. Participa en el proceso de exfoliación y renovación celular de la piel. Las células muertas del estrato córneo se desprenden continuamente de la superficie y son reemplazadas por nuevas células epidérmicas. Esto contribuye a mantener la piel suave, flexible y joven.
Conservación de agua y protección contra la entrada de patógenos en el estrato córneo
La capacidad de la piel de impedir la pérdida de agua y el ingreso de patógenos depende de 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 calcula 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 grampositivas, levaduras y virus, y la catelicidina, que posee actividad contra una amplia variedad de bacterias (incluyendo Staphylococcus aureus) y virus.
Hidratación, filtrado UV, e inmunosupresión del estrato córneo
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 proteólisis); 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).
Descamación del estrato córneo
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, 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).
Referencias
- Burns, T., Breathnach, S., Cox, N., Griffiths, C. Rook’s textbook of dermatology. Wiley.
- Del Rosso, J.Q., Levin, J. The clinical relevance of maintaining the functional integrity of the stratum corneum in both healthy and disease-affected skin. Journal Clinical Aesthetic and Dermatology.
- Hall, J.E. Guyton and hall textbook of medical physiology. Elsevier.
- Kardong, K.V. Vertebrates: comparative anatomy, function, evolution. McGraw Hill.
- Menon, G.K. Lipids and skin health. Springer.