Piel
Definición
| Piel | |
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 Piel de un elefante | |
| Terminología anatómica | |
Otros revestimientos de animales, como el exoesqueleto de artrópodos, tienen diferente origen de desarrollo, estructura y composición química. El adjetivo cutáneo significa "de la piel" (del latín cutis, piel). En los mamíferos, la piel es un órgano del sistema integumentario formado por múltiples capas de tejido ectodérmico y protege los músculos, los huesos, los ligamentos y los órganos internos subyacentes. La piel de una naturaleza diferente existe en anfibios, reptiles y aves. Todos los mamíferos tienen algo de pelo en la piel, incluso mamíferos marinos como ballenas, delfines y marsopas que parecen no tener pelo. La piel interactúa con el entorno y es la primera línea de defensa contra factores externos. Por ejemplo, la piel juega un papel clave en la protección del cuerpo contra los patógenos y la pérdida excesiva de agua. Sus otras funciones son el aislamiento, la regulación de la temperatura, la sensación y la producción de folatos de vitamina D. La piel severamente dañada puede sanar al formar tejido cicatricial. Esto a veces se decolora y despigmenta. El grosor de la piel también varía de un lugar a otro en un organismo. En los humanos, por ejemplo, la piel localizada debajo de los ojos y alrededor de los párpados es la piel más delgada del cuerpo con 0.5 mm de grosor y es una de las primeras áreas en mostrar signos de envejecimiento como "patas de gallo" y arrugas. La piel de las palmas y las plantas de los pies tiene un grosor de 4 mm y es la piel más gruesa del cuerpo. La velocidad y la calidad de la curación de heridas en la piel se promueven mediante la recepción de estrógenos.
La piel es pelo denso. Principalmente, la piel aumenta el aislamiento que proporciona la piel, pero también puede servir como una característica sexual secundaria o como camuflaje. En algunos animales, la piel es muy dura y gruesa, y se puede procesar para crear cuero. Los reptiles y los peces tienen escamas de protección duras en la piel para protegerse, y las aves tienen plumas duras, todas hechas de β-queratinas resistentes. La piel de los anfibios no es una barrera fuerte, especialmente con respecto al paso de productos químicos a través de la piel y, a menudo, está sujeta a la osmosis y las fuerzas de difusión. Por ejemplo, una rana sentada en una solución anestésica sería sedada rápidamente, ya que la sustancia química se difunde a través de su piel. La piel de anfibio desempeña un papel clave en la supervivencia cotidiana y su capacidad para explotar una amplia gama de hábitats y condiciones ecológicas.
Estructura en humanos y otros mamíferos
| Dermis | |
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 La distribución de los vasos sanguíneos en la piel de la planta del pie. (Corium - término alternativo TA para dermis - está etiquetado en la esquina superior derecha). | |
 Una vista en sección esquemática de la piel ( haga clic en la imagen para ampliarla ). (Dermis etiquetado en el centro a la derecha) | |
| Identificadores | |
| Terminología anatómica | |
La piel de mamífero se compone de dos capas principales:
- la epidermis , que proporciona impermeabilización y sirve como barrera para la infección; y
- la dermis , que sirve como un lugar para los apéndices de la piel;
Epidermis
La epidermis está compuesta de las capas más externas de la piel. Forma una barrera protectora sobre la superficie del cuerpo, responsable de mantener el agua en el cuerpo y evitar la entrada de patógenos, y es un epitelio escamoso estratificado, compuesto por proliferantes queratinocitos basales y diferenciados suprabasales.
Los queratinocitos son las células principales, que constituyen el 95% de la epidermis, mientras que las células de Merkel, los melanocitos y las células de Langerhans también están presentes. La epidermis se puede subdividir en los siguientes estratos o capas (comenzando con la capa más externa):
- Estrato córneo
- Stratum lucidum (solo en palmas y plantas)
- Estrato granuloso
- Estrato espinoso
- Stratum germinativum (también llamado estrato basal)
Los queratinocitos en el estrato basal proliferan a través de la mitosis y las células hijas ascienden en los estratos cambiando la forma y la composición a medida que atraviesan múltiples etapas de diferenciación celular para eventualmente convertirse en anucleadas. Durante ese proceso, los queratinocitos se volverán altamente organizados, formando uniones celulares (desmosomas) entre sí y secretando proteínas de queratina y lípidos que contribuyen a la formación de una matriz extracelular y proporcionan resistencia mecánica a la piel. Los queratinocitos del estrato córneo eventualmente se desprenden de la superficie (descamación).
La epidermis no contiene vasos sanguíneos, y las células en las capas más profundas se nutren por la difusión de los capilares sanguíneos que se extienden a las capas superiores de la dermis.
Membrana basal
La epidermis y la dermis están separadas por una delgada lámina de fibras llamada membrana basal, y se produce mediante la acción de ambos tejidos. La membrana basal controla el tránsito de las células y moléculas entre la dermis y la epidermis, pero también sirve, a través de la unión de una variedad de citoquinas y factores de crecimiento, como un reservorio para su liberación controlada durante los procesos de remodelación o reparación fisiológica.
Dermis
La dermis es la capa de piel debajo de la epidermis que consiste en tejido conectivo y protege al cuerpo del estrés y la tensión. La dermis proporciona resistencia a la tracción y elasticidad a la piel a través de una matriz extracelular compuesta por fibrillas de colágeno, microfibrillas y fibras elásticas, integradas en hialuronano y proteoglicanos. Los proteoglicanos de la piel son variados y tienen ubicaciones muy específicas. Por ejemplo, el hialuronano, el versicano y la decorina están presentes en toda la dermis y en la matriz extracelular de la epidermis, mientras que el biglicano y el perlecano solo se encuentran en la epidermis.
Alberga muchos mecanorreceptores (terminaciones nerviosas) que proporcionan la sensación del tacto y el calor a través de nociceptores y termorreceptores. También contiene los folículos pilosos, las glándulas sudoríparas, las glándulas sebáceas, las glándulas apocrinas, los vasos linfáticos y los vasos sanguíneos. Los vasos sanguíneos de la dermis proporcionan nutrición y eliminación de desechos de sus propias células y de la epidermis.
La dermis está estrechamente conectada a la epidermis a través de una membrana basal y se divide estructuralmente en dos áreas: un área superficial adyacente a la epidermis, llamada región papilar, y una zona más gruesa conocida como región reticular .
Región papilar
La región papilar está compuesta de tejido conjuntivo areolar suelto. Se llama así por sus proyecciones digitiformes llamadas papilas que se extienden hacia la epidermis. Las papilas proporcionan a la dermis una superficie "irregular" que se interdigita con la epidermis, fortaleciendo la conexión entre las dos capas de la piel.
Región reticular
La región reticular se encuentra en lo profundo de la región papilar y suele ser mucho más gruesa. Está compuesto de tejido conjuntivo irregular denso, y recibe su nombre de la densa concentración de fibras colágenas, elásticas y reticulares que se tejen a través de él. Estas fibras proteínicas confieren a la dermis sus propiedades de resistencia, extensibilidad y elasticidad. También se encuentra dentro de la región reticular las raíces del cabello, las glándulas sudoríparas, las glándulas sebáceas, los receptores, las uñas y los vasos sanguíneos.
Tejido subcutáneo
El tejido subcutáneo (también hipodermis) no es parte de la piel y se encuentra debajo de la dermis. Su objetivo es unir la piel al hueso y el músculo subyacente y suministrarle vasos sanguíneos y nervios. Consiste en tejido conectivo suelto y elastina. Los principales tipos de células son fibroblastos, macrófagos y adipocitos (el tejido subcutáneo contiene 50% de grasa corporal). La grasa sirve como relleno y aislamiento para el cuerpo.
Microorganismos como Staphylococcus epidermidis colonizan la superficie de la piel. La densidad de la flora de la piel depende de la región de la piel. La superficie de la piel desinfectada se recoloniza a partir de bacterias que residen en las zonas más profundas del folículo piloso, el intestino y las aberturas urogenitales.
Sección detallada
Estructura en peces, anfibios, aves y reptiles
Pescado
La epidermis de los peces y de la mayoría de los anfibios consiste completamente en células vivas, con cantidades mínimas de queratina en las células de la capa superficial. En general, es permeable, y en el caso de muchos anfibios, en realidad puede ser un importante órgano respiratorio. La dermis de los peces óseos generalmente contiene relativamente poco del tejido conectivo que se encuentra en los tetrápodos. En cambio, en la mayoría de las especies, es reemplazado en gran medida por escamas óseas protectoras sólidas. Además de algunos huesos dérmicos particularmente grandes que forman partes del cráneo, estas escamas se pierden en los tetrápodos, aunque muchos reptiles tienen escamas de un tipo diferente, al igual que los pangolines. Los peces cartilaginosos tienen numerosos dentículos dentados incrustados en su piel, en lugar de escamas verdaderas.
Las glándulas sudoríparas y las glándulas sebáceas son exclusivas de los mamíferos, pero en otros vertebrados se encuentran otros tipos de glándulas cutáneas. Los peces generalmente tienen numerosas células de la piel que secretan mucosidad que ayudan en el aislamiento y la protección, pero también pueden tener glándulas venenosas, fotóforos o células que producen un líquido seroso más acuoso. En anfibios, las células mucosas se juntan para formar glándulas similares a sacos. La mayoría de los anfibios que viven también poseen glándulas granulares en la piel, que secretan compuestos irritantes o tóxicos.
Aunque la melanina se encuentra en la piel de muchas especies, en los reptiles, los anfibios y los peces, la epidermis es a menudo relativamente incolora. En cambio, el color de la piel se debe en gran medida a los cromatóforos en la dermis, que, además de la melanina, pueden contener pigmentos de guanina o carotenoides. Muchas especies, como los camaleones y las platijas, pueden cambiar el color de su piel ajustando el tamaño relativo de sus cromatóforos.
Anfibios
Visión de conjunto
Los anfibios poseen dos tipos de glándulas, mucosas y granulares (serosas). Ambas glándulas son parte del integumento y, por lo tanto, se consideran cutáneas. Las glándulas mucosas y granulares se dividen en tres secciones diferentes que se conectan para estructurar la glándula como un todo. Las tres partes individuales de la glándula son el conducto, la región intercalar y, por último, la glándula alveolar (saco). Estructuralmente, el conducto se deriva a través de queratinocitos y pasa a través de la superficie de la capa epidérmica o externa de la piel permitiendo así las secreciones externas del cuerpo. El alvéolo de la glándula es una estructura en forma de saco que se encuentra en la región inferior o base de la glándula granular. Las células en este saco se especializan en la secreción. Entre la glándula alveolar y el conducto se encuentra el sistema intercalado que se puede resumir como una región de transición que conecta el conducto con el gran alveolar debajo de la capa de piel epidérmica. En general, las glándulas granulares son más grandes en tamaño que las glándulas mucosas, sin embargo, las glándulas mucosas tienen una mayoría mucho mayor en el número total.
Glándulas granulares
Las glándulas granulares pueden identificarse como venenosas y, a menudo, difieren en el tipo de toxina, así como en las concentraciones de secreciones en varios órdenes y especies dentro de los anfibios. Están ubicados en grupos que difieren en concentración dependiendo de los taxones anfibios. Las toxinas pueden ser fatales para la mayoría de los vertebrados o no tener efecto contra otros. Estas glándulas son alveolares, lo que significa que estructuralmente tienen pequeños sacos en los que se produce y retiene el veneno antes de que se secrete en conductas defensivas.
Estructuralmente, los conductos de la glándula granular inicialmente mantienen una forma cilíndrica. Sin embargo, cuando los conductos se vuelven maduros y llenos de fluido tóxico, la base de los conductos se hincha debido a la presión desde el interior. Esto hace que la capa epidérmica forme una abertura en forma de hoyo en la superficie del conducto en la que el fluido interno se secretará de forma ascendente.
La región intercalar de las glándulas granulares está más desarrollada y madura en comparación con las glándulas mucosas. Esta región reside como un anillo de células que rodea la porción basal del conducto que se argumenta que tiene una naturaleza muscular ectodérmica debido a su influencia sobre la luz (espacio dentro del tubo) del conducto con funciones de dilatación y constricción durante las secreciones. Las células se encuentran radialmente alrededor del conducto y proporcionan un sitio de fijación distinto para las fibras musculares alrededor del cuerpo de la glándula.
El alvéolo de la glándula es un saco que se divide en tres regiones / capas específicas. La capa externa o túnica fibrosa está compuesta por tejido conectivo densamente empaquetado que se conecta con las fibras de la capa intermedia esponjosa donde residen las fibras elásticas y los nervios. Los nervios envían señales a los músculos y a las capas epiteliales. Por último, el epitelio o túnica propia encierra la glándula.
Glándulas mucosas
Las glándulas mucosas no son venenosas y ofrecen una funcionalidad diferente para los anfibios que la granular. Las glándulas mucosas cubren toda el área de la superficie del cuerpo de anfibios y se especializan en mantener el cuerpo lubricado. Hay muchas otras funciones de las glándulas mucosas, como controlar el pH, la termorregulación, las propiedades adhesivas para el medio ambiente, los comportamientos antidepredador (viscoso para el agarre), la comunicación química, incluso las propiedades antibacterianas / virales para la protección contra los patógenos.
Los conductos de la glándula mucosa aparecen como tubos verticales cilíndricos que se abren paso a través de la capa epidérmica hacia la superficie de la piel. Las células que recubren el interior de los conductos están orientadas con su eje longitudinal formando ángulos de 90 grados que rodean el conducto de forma helicoidal.
Las células intercalares reaccionan de manera idéntica a las de las glándulas granulares, pero a una escala menor. Entre los anfibios, hay taxones que contienen una región intercalar modificada (dependiendo de la función de las glándulas), aunque la mayoría comparten la misma estructura.
El alveolo de las glándulas mucosas es mucho más simple y solo consiste en una capa de epitelio y tejido conjuntivo que forma una cubierta sobre la glándula. Esta glándula carece de una túnica propia y parece tener fibras delicadas e intrincadas que pasan sobre el músculo de la glándula y las capas epiteliales.
Aves y reptiles
La epidermis de las aves y los reptiles está más cerca de la de los mamíferos, con una capa de células muertas llenas de queratina en la superficie, para ayudar a reducir la pérdida de agua. Un patrón similar también se ve en algunos de los anfibios más terrestres como los sapos. Sin embargo, en todos estos animales no existe una clara diferenciación de la epidermis en distintas capas, como ocurre en los humanos, siendo el cambio en el tipo de célula relativamente gradual. La epidermis de los mamíferos siempre posee al menos un estrato germinativo y estrato córneo, pero las otras capas intermedias encontradas en los humanos no siempre son distinguibles. El pelo es una característica distintiva de la piel de los mamíferos, mientras que las plumas son (al menos entre las especies vivientes) igualmente únicas para las aves.
Las aves y los reptiles tienen relativamente pocas glándulas cutáneas, aunque puede haber algunas estructuras para fines específicos, como células secretoras de feromonas en algunos reptiles o la glándula uropigial de la mayoría de las aves.
Desarrollo
Las estructuras cutáneas surgen de la epidermis e incluyen una variedad de características tales como pelo, plumas, garras y uñas. Durante la embriogénesis, la epidermis se divide en dos capas: la periderma (que se pierde) y la capa basal. La capa basal es una capa de células madre y, a través de divisiones asimétricas, se convierte en la fuente de células de la piel durante toda la vida. Se mantiene como una capa de células madre a través de una señal autocrina, TGF-a, y a través de la señal paracrina FGF7 también conocido como factor de crecimiento de queratinocitos (KGF) producido por la dermis debajo de las células basales. En ratones, la sobreexpresión de estos factores conduce a una sobreproducción de células granulares y piel gruesa.
El cabello y las plumas se forman en un patrón regular y se cree que es el resultado de un sistema de difusión de la reacción. Este sistema de difusión de reacción combina un activador, Sonic hedgehog, con un inhibidor, BMP4 o BMP2, para formar grupos de células en un patrón regular. Las células epidérmicas que expresan hedgehog sónico inducen la condensación de las células en el mesodermo. Los grupos de células mesodérmicas se dirigen hacia la epidermis para formar la estructura apropiada para esa posición. Las señales BMP de la epidermis inhiben la formación de placodos en el ectodermo cercano.
Se cree que el mesodermo define el patrón. La epidermis instruye a las células mesodérmicas para que se condensen y luego el mesodermo instruye a la epidermis sobre qué estructura hacer a través de una serie de inducciones recíprocas. Los experimentos de trasplante con epidermis de rana y tritón indicaron que las señales mesodérmicas se conservan entre especies, pero la respuesta epidérmica es específica de especie, lo que significa que el mesodermo instruye a la epidermis de su posición y la epidermis usa esta información para crear una estructura específica.
Funciones
Skin realiza las siguientes funciones:
- Protección: una barrera anatómica contra patógenos y daños entre el entorno interno y externo en defensa física. (Consulte Absorción de la piel.) Las células de Langerhans en la piel son parte del sistema inmune adaptativo.
- Sensación: contiene una variedad de terminaciones nerviosas que saltan al calor y al frío, el tacto, la presión, la vibración y la lesión del tejido (ver sistema somatosensorial y percepción háptica).
- Termorregulación: las glándulas ecrinas (sudoríficas) y los vasos sanguíneos dilatados (aumento de la perfusión superficial) ayudan a la pérdida de calor, mientras que los vasos constrictivos reducen en gran medida el flujo sanguíneo cutáneo y conservan el calor. Los músculos del erector pili en mamíferos ajustan el ángulo de los tallos del cabello para cambiar el grado de aislamiento proporcionado por el pelo o la piel.
- Control de la evaporación: la piel proporciona una barrera relativamente seca y semipermeable para reducir la pérdida de fluido.
- Almacenamiento y síntesis: actúa como un centro de almacenamiento de lípidos y agua
- Absorción a través de la piel: el oxígeno, el nitrógeno y el dióxido de carbono pueden difundirse en la epidermis en pequeñas cantidades; algunos animales usan su piel como su único órgano de respiración (en los humanos, las células que comprenden los 0.25-0.40 mm más externos de la piel son "casi exclusivamente suministradas por oxígeno externo", aunque la "contribución a la respiración total es insignificante") Algunos medicamentos son absorbido a través de la piel.
- Resistencia al agua: la piel actúa como una barrera resistente al agua, por lo que los nutrientes esenciales no se eliminan del cuerpo. Los nutrientes y aceites que ayudan a hidratar la piel están cubiertos por la capa más externa de la piel, la epidermis. Esto es ayudado en parte por las glándulas sebáceas que liberan sebo, un líquido oleoso. El agua en sí misma no causará la eliminación de los aceites en la piel, porque los aceites que residen en nuestra dermis fluyen y se verían afectados por el agua sin epidermis.
- El camuflaje, ya sea que la piel esté desnuda o cubierta de piel, escamas o plumas, las estructuras de la piel proporcionan una coloración protectora y patrones que ayudan a ocultar a los animales de los depredadores o las presas.
Mecánica
La piel es un tejido blando y exhibe comportamientos mecánicos clave de estos tejidos. La característica más pronunciada es la respuesta de tensión de tensión en curva en J, en la que existe una región de gran tensión y tensión mínima, y corresponde al enderezamiento y reorientación microestructural de las fibrillas de colágeno. En algunos casos, la piel intacta está pretensada, como los trajes de neopreno alrededor del cuerpo del buzo, y en otros casos, la piel intacta está bajo compresión. Los pequeños agujeros circulares perforados en la piel pueden ensancharse o cerrarse en elipses, o encogerse y permanecer circulares, dependiendo de las tensiones preexistentes.
Envejecimiento
La homeostasis tisular generalmente disminuye con la edad, en parte porque las células madre / progenitoras no se autorrenovan ni se diferencian. En la piel de los ratones, el estrés oxidativo mitocondrial puede promover la senescencia celular y los fenotipos de envejecimiento. En general, la superóxido dismutasa mitocondrial (SOD2) protege contra el estrés oxidativo. Utilizando un modelo de ratón de la deficiencia genética de SOD2, se demostró que la falta de expresión de esta importante enzima antioxidante en las células epidérmicas causaba senescencia celular, daño del ADN nuclear y detención irreversible de la proliferación de una fracción de queratinocitos.
sociedad y Cultura
El término "piel" también puede referirse a la cobertura de un animal pequeño, como una oveja, cabra (piel de cabra), cerdo, serpiente (piel de serpiente), etc. o la cría de un animal grande.
El término "cuero" se refiere a la cobertura de un animal adulto grande, como una vaca, un búfalo, un caballo, etc.
Las pieles y pieles de los diferentes animales se utilizan para prendas de vestir, bolsos y otros productos de consumo, generalmente en forma de cuero, pero también como pieles.
La piel de oveja, cabra y ganado se usó para hacer pergaminos para manuscritos.
La piel también se puede cocinar para hacer corteza de cerdo o crujiente.