Queratinocito

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Los queratinocitos son el tipo principal de célula que se encuentra en la epidermis , la capa más externa de la piel . En los seres humanos, constituyen el 90% de las células cutáneas epidérmicas. ^[1] Las células basales de la capa basal ( estrato basal ) de la piel a veces se denominan queratinocitos basales . ^[2] Los queratinocitos forman una barrera contra el daño ambiental causado por el calor , la radiación UV , la pérdida de agua , las bacterias patógenas , los hongos , los parásitos y los virus . Varias proteínas estructurales , enzimas , lípidos y péptidos antimicrobianos contribuyen a mantener la importante función de barrera de la piel. Los queratinocitos se diferencian de las células madre epidérmicas en la parte inferior de la epidermis y migran hacia la superficie, convirtiéndose finalmente en corneocitos y, finalmente, desprendiéndose, ^{[3] [4] [5] [6]} lo que ocurre cada 40 a 56 días en los seres humanos. ^[7]

La función principal de los queratinocitos es la formación de una barrera contra el daño ambiental causado por el calor, la radiación UV, la deshidratación, las bacterias patógenas, los hongos, los parásitos y los 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 invasión del patógeno. ^[8]

Varias proteínas estructurales ( filagrina , queratina ), enzimas (p. ej. , 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. ^[3]

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, lo que da lugar a más células madre o células amplificadoras de tránsito. ^[4] Algunas de las células amplificadoras de 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. ^[5]

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 pasan a formar parte del estrato espinoso , el estrato granuloso y, finalmente, los corneocitos en el estrato córneo .

Los corneocitos son queratinocitos que han completado su programa de diferenciación y han perdido su núcleo y sus orgánulos citoplasmáticos . ^[6] Los corneocitos eventualmente se desprenderán por descamación a medida que ingresen otros nuevos.

En cada etapa de diferenciación, los queratinocitos expresan queratinas específicas , como la queratina 1 , queratina 5 , queratina 10 y queratina 14 , pero también otros marcadores como la involucrina , la loricrina , la transglutaminasa , la filagrina y la caspasa 14 .

En los seres humanos, se estima que los queratinocitos se renuevan de células madre a descamación cada 40 a 56 días, ^[7] mientras que en los ratones el tiempo estimado de renovación es de 8 a 10 días. ^[9]

Los factores que promueven la diferenciación de los queratinocitos son:

• Un gradiente de calcio , con la concentración más baja 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 son capaces de disolver los iones. ^[10] Esas elevaciones de las concentraciones de calcio extracelular inducen un aumento en las concentraciones de calcio libre intracelular en los queratinocitos. ^[11] Parte de ese aumento de calcio intracelular proviene del calcio liberado de los depósitos intracelulares ^[12] y otra parte proviene del influjo de calcio transmembrana, ^{[13] a través de} canales de cloruro sensibles al calcio ^[14] y canales de cationes 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. ^[16]
• La vitamina D3 ₍ colecalciferol) regula la proliferación y diferenciación de los queratinocitos principalmente modulando las concentraciones de calcio y regulando la expresión de genes involucrados en la diferenciación de los 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 TALE . ^[21]
• Hidrocortisona . ^[22]

Dado que la diferenciación de los queratinocitos inhibe su proliferación, se debe considerar que los factores que promueven la proliferación de los queratinocitos impiden la diferenciación. Estos factores incluyen:

• El factor de transcripción p63, que impide que las células madre epidérmicas se diferencien en queratinocitos. ^[23] Las mutaciones en el dominio de unión al ADN de p63 están asociadas con ectrodactilia, displasia ectodérmica y síndrome de labio leporino/paladar hendido (EEC). El transcriptoma de los queratinocitos mutantes de p63 se desvió de la identidad normal de la célula epidérmica. ^[24]
• Vitamina A y sus análogos. ^[25]
• Factor de crecimiento epidérmico . ^[26]
• Factor de crecimiento transformante alfa . ^[27]
• Toxina del cólera . ^[22]

Dentro de la epidermis, los queratinocitos se asocian 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 su posición dentro de la epidermis. Los queratinocitos también modulan el sistema inmunológico : además de los péptidos antimicrobianos y las quimiocinas mencionados anteriormente, 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) mediante la captación de melanosomas , vesículas que contienen melanina , un fotoprotector endógeno , de los melanocitos epidérmicos. Cada melanocito de la epidermis tiene varias dendritas que se extienden para conectarlo con muchos queratinocitos. La melanina se almacena luego dentro de los queratinocitos y melanocitos en el área perinuclear como "tapas" supranucleares, donde protege el ADN del daño inducido por la UVR . ^[28]

Las heridas de la piel se repararán en parte mediante la migración de queratinocitos para rellenar el hueco creado por la herida. El primer grupo de queratinocitos que participan en esa reparación proviene de la región abultada del folículo piloso y solo sobrevivirá transitoriamente. Dentro de la epidermis curada serán reemplazados por queratinocitos originados en la epidermis. ^{[29] [30]}

Por el contrario, los queratinocitos epidérmicos pueden contribuir a la formación de folículos pilosos de novo durante la curación de heridas grandes. ^[31]

Se necesitan queratinocitos funcionales para la curación de la perforación timpánica. ^[32]

Una célula de quemadura solar es un queratinocito con núcleo picnótico y citoplasma eosinofílico que aparece tras la exposición a la radiación UVC o UVB o UVA en presencia de psoralenos . Presenta una queratinización prematura y anormal , y se ha descrito como un ejemplo de apoptosis . ^{[33] [34]}

Con la edad, la homeostasis tisular disminuye en parte porque las células madre/progenitoras no se auto-renuevan ni se diferencian . El daño del ADN causado por la exposición de las células madre/progenitoras a las 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 las ROS. Se observó que la pérdida de SOD2 en las células epidérmicas de ratón causaba senescencia celular que detenía irreversiblemente la proliferación en una fracción de queratinocitos. ^[35] En ratones más viejos, la deficiencia de SOD2 retrasó el cierre de la herida y redujo el grosor de la epidermis. ^[35]

Un cuerpo de Civatte (llamado así por el dermatólogo francés Achille Civatte, 1877-1956) ^[36] es un queratinocito basal dañado que ha sufrido apoptosis , y consiste principalmente en filamentos intermedios de queratina, y casi invariablemente está cubierto de inmunoglobulinas , principalmente IgM. ^[37] Los cuerpos de Civatte se encuentran característicamente en lesiones cutáneas de varias dermatosis , particularmente liquen plano y lupus eritematoso discoide . ^[37] También se pueden encontrar en la enfermedad de injerto contra huésped , reacciones adversas a medicamentos , queratosis inflamatoria (como queratosis actínica liquenoide y queratosis tipo liquen plano ), eritema multiforme , penfigoide ampolloso , eczema , liquen plano pilar , dermatosis neutrofílica febril , necrólisis epidérmica tóxica , lesiones por herpes simple y varicela zóster , dermatitis herpetiforme , porfiria cutánea tarda , sarcoidosis , dermatosis pustulosa subcorneal , dermatosis acantolítica transitoria e hiperqueratosis epidermolítica . ^[37]

• Epidermis
• Piel
• Corneocito
• Bordillo
• HaCaT
• Lista de tipos de células humanas derivadas de las capas germinales
• Epidermidibacterium keratini
• Lista de los distintos tipos de células del cuerpo humano adulto

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• Tang L, Wu JJ, Ma Q, et al. (julio de 2010). "La lactoferrina humana estimula la función de los queratinocitos de la piel y la reepitelización de las heridas". The British Journal of Dermatology . 163 (1): 38–47. doi :10.1111/j.1365-2133.2010.09748.x. PMID  20222924. S2CID  2387064.