Queratinocitos

Los queratinocitos son el tipo principal de células que se encuentran en la epidermis, la capa más externa de la piel. En humanos, constituyen el 90% de las células epidérmicas de la piel. Las células basales en la capa basal (estrato basal) de la piel a veces se denominan queratinocitos basales. Los queratinocitos forman una barrera contra el daño ambiental por calor, radiación UV, pérdida de agua, bacterias patógenas, hongos, parásitos y 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 se desprenden, lo que ocurre cada 40 a 56 días en los humanos.

Función

La función principal de los queratinocitos es la formación de una barrera contra el daño ambiental por calor, radiación ultravioleta, pérdida de agua, bacterias patógenas, hongos, parásitos y virus.

Los patógenos que invaden las capas superiores de la epidermis pueden hacer que los queratinocitos produzcan mediadores proinflamatorios, particularmente quimiocinas como CXCL10 y CCL2 (MCP-1), que atraen monocitos, células asesinas naturales, linfocitos T y células dendríticas al sitio de invasión de patógenos.

Estructura

Varias proteínas estructurales (filagrina, queratina), enzimas (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 una 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.

Diferenciación celular

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 produciendo más células madre o células amplificadoras de tránsito. Algunas de las células amplificadoras del 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.

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, del estrato granuloso y, finalmente, de los corneocitos del estrato córneo.

Los corneocitos son queratinocitos que han completado su programa de diferenciación y han perdido su núcleo y orgánulos citoplasmáticos. Los corneocitos eventualmente se desprenderán mediante descamación a medida que ingresan otros nuevos.

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

En humanos, se estima que los queratinocitos pasan de ser células madre a descamarse cada 40 a 56 días, mientras que en ratones el tiempo estimado de renovación es de 8 a 10 días.

Los factores que promueven la diferenciación de los queratinocitos son:

• Un gradiente de calcio, con la concentración más baja en el basalo estrato y aumentando las concentraciones hasta el granulosum estrato externo, donde alcanza su máximo. La concentración de calcio en el corneum estrato es muy alta en parte porque esas células relativamente secas no pueden disolver los iones. Esas elevaciones de concentraciones extracelulares de calcio inducen un aumento de las concentraciones intracelulares de calcio libre en queratinocitos. Parte de ese aumento intracelular del calcio proviene del calcio liberado de las tiendas intracelulares y otra parte proviene de la afluencia transmembrana de calcio, a través de canales de cloruro sensibles al calcio y canales de cación dependientes del voltaje permeable al calcio. Además, se ha sugerido que un receptor extracelular de detección de calcio (CaSR) también contribuye al aumento de la concentración intracelular de calcio.
• La vitamina D3 (cholecalciferol) regula la proliferación y diferenciación de queratinocitos, principalmente modulando las concentraciones de calcio y regulando la expresión de genes involucrados en la diferenciación de queratinocitos. Los queratinocitos son las únicas células del cuerpo con toda la vía metabólica de vitamina D desde la producción de vitamina D hasta el catabolismo y la expresión de los receptores de vitamina D.
• Cathepsin E.
• TALLA factores de transcripción de homeodomain.
• Hidrocortisona.

Dado que la diferenciación de queratinocitos inhibe la proliferación de queratinocitos, los factores que promueven la proliferación de queratinocitos deben considerarse como inhibidores de la diferenciación. Estos factores incluyen:

• El factor de transcripción p63, que evita que las células madre epidérmicas se diferencian en queratinocitos. Las mutaciones en el dominio de unión de ADN p63 se asocian con displasia ectodérmica, displasia ectodérmica y síndrome de labio/palato (CEE). La transcripción de los keratinocitos mutantes p63 se desvía de la identidad epidérmica normal.
• Vitamina A y sus análogos.
• Factor de crecimiento epidérmico.
• Transformando factor de crecimiento alfa.
• Cholera toxin.

Interacción con otras células

Dentro de la epidermis, los queratinocitos están asociados 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 la IL-10 y el TGF-β. Cuando se activan, pueden estimular la inflamación cutánea y la activación de las células de Langerhans mediante la secreción de TNFα e IL-1β.

Los queratinocitos contribuyen a proteger el cuerpo de la radiación ultravioleta (UVR) al absorber los melanosomas, vesículas que contienen el fotoprotector endógeno melanina, de los melanocitos epidérmicos. Cada melanocito de la epidermis tiene varias dendritas que se extienden para conectarlo con muchos queratinocitos. Luego, la melanina se almacena dentro de los queratinocitos y melanocitos en el área perinuclear como “cápsulas” supranucleares, donde protege el ADN del daño inducido por la radiación ultravioleta.

Papel en la cicatrización de heridas

Las heridas en la piel se repararán en parte mediante la migración de queratinocitos para llenar el espacio creado por la herida. El primer conjunto de queratinocitos que participa en esa reparación proviene de la región abultada del folículo piloso y solo sobrevivirá de manera transitoria. Dentro de la epidermis curada serán reemplazados por queratinocitos que se originan en la epidermis.

At the opposite, epidermal keratinocytes, can contribute to de novo hair follicle formation during the healing of large wounds.

Un cuerpo de Civatte (llamado así en honor al dermatólogo francés Achille Civatte, 1877-1956) es un queratinocito basal dañado que ha sufrido apoptosis y está formado en gran parte por filamentos intermedios de queratina y casi invariablemente está cubierto de inmunoglobulinas, principalmente IgM. Los cuerpos de civatte se encuentran característicamente en lesiones cutáneas de diversas dermatosis, en particular liquen plano y lupus eritematoso discoide. También se pueden encontrar en la enfermedad de injerto contra huésped, reacciones adversas a medicamentos, queratosis inflamatoria (como queratosis actínica liquenoide y queratosis similar al liquen plano), eritema multiforme, penfigoide ampolloso, eccema, liquen planopilar, dermatosis neutrofílica febril, epidérmica tóxica. necrólisis, lesiones por herpes simple y varicela zoster, dermatitis herpetiforme, porfiria cutánea tardía, sarcoidosis, dermatosis pustulosa subcórnea, dermatosis acantolítica transitoria e hiperqueratosis epidermolítica.