C A P Í T U L O ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA DE LA CRESTA DE FRICCIÓN EN LA PIEL ADULTA Alice V. Maceo C O N T E N I D O 3 2.1 Introducción 25 2.5 Conclusión 3 2.2 Anatomía 25 2.6 Revisores 14 2.3 Fisiología 25 2.7 Referencias 16 2.4 Persistencia de la Cresta de Fricción en Piel 2–1 Anatomía Y Fisiología De La Cresta De Fricción En La Piel Adulta CAPÍTULO 2 CAPÍTULO 2 ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA DE 2.1 Introducción La anatomía y fisiología de la cresta de fricción en la piel consti­ LA CRESTA DE FRICCIÓN EN LA tuye la base para muchos elementos críticos que subyacen en el proceso de revisión. La anatomía y fisiología explican cómo PIEL ADULTA persisten las características de la piel, cómo envejecen las características de la piel, cómo responde la piel a las heridas y por qué las cicatrices que se forman son únicas. Otro elemento Alice V. Maceo que se explica por medio de la estructura de la piel es la mecánica del tacto. Entender cómo la cresta de fricción en la piel reacciona cuando contacta una superficie, puede proveer ayuda valiosa durante la revisión de las impresiones de la cresta de fricción. 2.2 Anatomía 2.2.1 Morfología Externa de la Cresta de Fricción en la Piel La morfología externa de la cresta de fricción en la piel es un re­ flejo directo de su función. Las crestas y los poros sudoríparos permiten que las manos y los pies se sujeten a las superficies firmemente y los pliegues permiten que la piel se flexione. Las crestas, pliegues y cicatrices maduras de la cresta de fricción en la piel son características morfológicas durables. Las verrugas, arrugas, ampollas, cortes y callos también pueden aparecer en la cresta de fricción de la piel y son con fre­ cuencia características morfológicas transitorias. La anatomía y la fisiología de una característica determinan si ésta es du­ radera o transitoria por naturaleza. La Figura 2-1 es una imagen de una palma de la mano izquierda que muestra la morfología normal de la cresta de fricción en la piel. 2.2.2 Anatomía General de la Piel La piel es un órgano compuesto de tres capas anatómicas: epidermis, dermis e hipodermis. Estas capas anatómicas juntas funcionan para proveer al cuerpo de una barrera 2–3 CAPÍTULO 2 Anatomía Y Fisiología De La Cresta De Fricción En La Piel Adulta FIGURA 2–1 Cresta de fricción en la piel de la palma izquierda. protectora, regular la temperatura corporal, sensación, de fricción en la piel también son las más grandes en el cuerpo. excreción, inmunidad, reserva sanguínea y síntesis de vitamina Las glándulas sudoríparas ecrinas participan en la regulación de D (Tortora and Grabowski, 1993, pág.127). la temperatura al secretar el sudor y ayudar en la excreción del desecho metabólico (por ejemplo, la urea) (Junqueira y La capa externa de la piel es la epidermis. La epidermis Carneiro, 2003, pág.369). previene la pérdida de agua a través de la evaporación, actúa como un órgano receptor y provee una barrera protectora para 2.2.3 Estructura de la Cresta de Fricción en la los tejidos subyacentes. Los melanocitos, las células que Piel producen el pigmento de la epidermis, desempeñan un papel clave en la barrera protectora. La pigmentación producida por Las crestas y surcos en la superficie de la cresta de fricción los melanocitos protege al ADN de los queratinocitos (el tipo de en la piel se encuentran familiarmente enraizadas en la dermis célula primaria de la epidermis) de los dañinos rayos del sol. mediante las crestas primarias (crestas bajo la superficie) y las Adicionalmente, los melanocitos son responsables de la crestas secundarias (bajo los surcos). La figura 2-2 ilustra la es- síntesis de la vitamina D (Freinkel y Woodley, 2001, pág.120). tructura de la cresta de fricción en la piel. Las crestas primarias y secundarias se encuentran interconectadas con la dermis La dermis es una capa de tejido conector que soporta la para proporcionarle apoyo y fuerza a la cresta de fricción en la epidermis. Es una red de células, fibras, vasos sanguíneos y piel. Adicionalmente, las glándulas sudoríparas se extienden material gelatinoso que provee de apoyo estructural y nutri- desde las crestas primarias y están ancladas en la dermis o en mento a la epidermis. La dermis actúa como reserva sanguínea la hipodermis. y participa en la recepción sensorial y la regulación de la temperatura. 2.2.4 Epidermis La hipodermis se encuentra bajo la dermis y es un tejido La epidermis se describe como un “epitelio estratificado, con- conector suelto que contiene un panel de células adiposas tinuamente renovante que exhibe la diferenciación progresiva (grasa) que contorna el cuerpo y actúa como una reserva de (queratinización, cornificación) de una dirección basal a una energía. Las fibras enlazan la epidermis a la dermis y la dermis superficial” (Freinkel y Woodley, 2001, pág.19). En otras pal- a la hipodermis. abras, la epidermis es un tejido en capas que debe reemplazar continuamente a las células que dejan la superficie. Las nuevas El único apéndice de la cresta de fricción en la piel es la células se generan en la capa basal y son empujadas hacia la glándula sudorípara ecrina. Aunque las glándulas sudoríparas se superficie. Mientras las células se mueven hacia la superficie, encuentran distribuidas en casi toda la superficie de la piel, la pasan por cambios secuenciales en su composición química. cresta de fricción de la piel tiene la concentración más alta de glándulas ecrinas, de 2500 a 3000 por cada 2.5 cm2 (Freinkel y La epidermis se compone de muchos tipos diferentes de Woodley, 2001, pág. 49). Las glándulas sudoríparas de la cresta células: queratinocitos, melanocitos, células de Langerhans 2–4 Anatomía Y Fisiología De La Cresta De Fricción En La Piel Adulta CAPÍTULO 2 FIGURA 2–2 Estructura de la cresta de fricción en la piel. Poro (Nombres de las partes en sentido con las manecillas del reloj). Epidermis Papila Cresta Cresta Dérmica Primaria Secundaria Glándula Dermis Sudorípara FIGURA 2–3 Distribución de la queratina en las crestas primarias (PR) y secundarias (SR). La queratina K9 está predominantemente expresada en la capa supra basal y el estrato espinoso de las crestas primarias. La queratina K17 se expresa en clústeres en la capa basal de las crestas primarias. La queratina K16 se expresa en las crestas secundarias. (Ilustración hecha por Brandon Smithson, re dibujada por Swensson y et al. (1998), p. 733.) y células de Merkel. Los queratinocitos son las células que físico. Hay alrededor de 20 variedades de queratina distribuidas pasan por diferenciación y se pierden en la superficie. La a lo largo de la epidermis, las designadas son de K1 a K20 (Fre­ epidermis es la barrera productiva, es imperativo que la piel inkel y Woodley, 2001, pág. 20). Los queratinocitos de la cresta equilibre el número de queratinocitos nuevos que se crearon de fricción en la piel expresan queratinas que no se expresan con el número de queratinocitos que dejen la superficie. Este en otras partes del cuerpo, específicamente la K9, K6, K16 y equilibrio se alcanza mediante la comunicación y la adhesión. (Swennson et al., 1998, pág. 770). Los queratinocitos de la crestas de fricción en la piel también 2.2.5 Queratinocitos expresan un patrón más complejo de distribución de queratina Las células principales de la epidermis son los queratinocitos. que el resto de la piel. La K9 se encuentra sólo en los querati­ Los queratinocitos representan el 90-95% de las células epidér­ nocitos por encima de la capa basal de las crestas primarias micas (Freinkel y Woodley, 2001, pág. 19). A pesar de que los (Swennson et al., 1998, pág. 770). Los queratinocitos basales queratinocitos cambian en composición química a medida que en la parte más profunda de las crestas primarias expresan K17 alcanzan la superficie, todos los queratinocitos se distinguen (Swennson et al., 1998, pág. 771). Los queratinocitos basales por la presencia de filamentos intermedios de queratina. a lo largo de los segmentos verticales de las crestas primarias expresan K6 (Swennson et al., 1998, pág. 770). La K16 se La queratina es una proteína durable organizada en paquetes encuentra sólo en los queratinocitos de las crestas secundar­ (filamentos) que se extienden por toda la célula y proporcionan ias y en los queratinocitos por encima de la papila dérmica soporte estructural. La queratina refuerza las células de la piel (Swennson et al., 1998, pág. 771). La Figura 2-3 ilustra la distri­ de manera que no se rompan cuando se sometan a estrés bución de queratina en la cresta de fricción en la piel. 2–5 CAPÍTULO 2 Anatomía Y Fisiología De La Cresta De Fricción En La Piel Adulta Stratum Corneum FIGURA 2–4 Capas de la epidermis. Stratum Lucidum Stratum Granulosum Stratum Spinosum (Capa Suprabasal) Stratum Basale Dermis Cresta Secundaria Cresta Primaria Las diferencias en la queratina producida y distribuida a través de diferenciación, las células se vuelven queratinizadas (llenas de la cresta de fricción en la piel se atribuyen a la mayor de queratina). cantidad de estrés mecánico en la cresta de fricción en la piel 2.2.6.1 Estrato basal. El estrato basal es la capa más interna (Swennson et al., 1998, pág. 767). La queratina producida en de la epidermis y consta de una sola capa de queratinoci­ las células de las crestas primarias (K9) es más duradera que la tos con melanocitos ocasionales y células de Merkel. Los queratina producida en las crestas secundarias (K16). Desde un queratinocitos en la capa basal se dividen continuamente y punto de vista mecánico, los bordes de la superficie soportan son la fuente de todos los queratinocitos en todas las capas la mayoría de la compresión cuando la cresta de fricción en la superiores. piel toca una superficie, necesitando por lo tanto una mayor durabilidad. La queratina más flexible producida en las crestas La Figura 2-5 es una imagen de dos queratinocitos basales secundarias permite que los surcos actúen como una bisagra adyacentes. Cada queratinocito contiene un gran núcleo. El entre las crestas de la superficie más rígidas (Swennson et al., núcleo consiste en una cromatina ligeramente manchada 1998, p 772). y un nucléolo de manchado color obscuro. La cromatina es específica del ADN activo para ese tipo de célula en particular 2.2.6 Capas de la Epidermis (los queratinocitos en este ejemplo). El nucléolo es el com­ pactado de ADN responsable de sintetizar los ribosomas. Los La Figura 2-4 es una ilustración con código de colores de las ribosomas son estructuras de la célula que ayudan a construir cinco capas de queratinocitos de la epidermis de la cresta de las proteínas. Las células basales están conectadas a la zona fricción en la piel: estrato basal, estrato espinoso, estrato de la membrana basal por medio de los hemidesmosomas. granuloso, estrato lúcido y estrato córneo. Hay una capa Los hemidesmosomas enlazan las células basales a la dermis informal, la capa supra basal, entre el estrato basal y el estrato a través de la lámina basal. La lámina basal se divide en dos espinoso en las crestas primarias. regiones: lámina lúcida y lámina densa. Los desmosomas y Casi todas las células ilustradas en la Figura 2-4 son querati­ las uniones estrechas focales se adhieren a los queratinocitos nocitos. Las únicas excepciones ocasionales son las células basales entre sí. Hay pequeños espacios entre las células. marrones, grises y verdes que representan los melanocitos, las Estos espacios intercelulares permiten que los nutrientes y las células de Langerhans y células de Merkel, respectivamente. señales que han pasado de la dermis a través de la membrana basal se difundan a través de los queratinocitos de la capa Las capas de la epidermis se denominan de acuerdo con la basal. base de la apariencia microscópica de los queratinocitos en las preparaciones de diapositivas. Los queratinocitos cambian de Mitosis de la célula basal. Cuando un queratinocito basal se apariencia y composición a medida que son empujados hacia la divide, se somete a la mitosis. La mitosis es el mecanismo superficie y se someten a la diferenciación. Durante las etapas por el cual una célula replica su ADN, las dos copias del ADN 2–6 Anatomía Y Fisiología De La Cresta De Fricción En La Piel Adulta CAPÍTULO 2 FIGURA 2–5 Dos células basales adyacentes (BC), cada una conteniendo un gran núcleo (N). La lámina basal (lámina lúcida y lámina densa) permanece justo por debajo de la membrana plasmática de los queratinocitos basales. Los hemidesmosomas (H) se encuentran regularmente junto a la membrana plasmática. Los espacios inter celulares (IC) son los espacios entre células donde las células no están adjuntas mediante los desmosomas (D). Aumento = 2680 X. (Reimpreso con permiso de Montagna y Parakkal (1974), pág. 28) Lámina basal Estrato Espinoso Progresión de la Mitosis FIGURA 2–6 Secuencia de la mitosis de los queratinocitos basales: Célula (1) la célula A duplica su ADN; (2) el ADN es empujado basal hacia los extremos opuestos de la célula; (3) la célula A se divide; (4) la célula B se crea; (5) la célula A duplica su ADN ADN; (6) el ADN es empujado a los extremos opuestos de la célula; (7) la célula A se divide para crear la célula C; (8) la célula C empuja hacia arriba la célula previa­ mente generada, donde empieza a diferenciarse y se vuelve parte del estrato espinoso. migran a diferentes lados de la célula y la célula se separa físi­ La zona de la membrana basal incluye la parte de la membrana camente en dos. Cada célula contiene una copia completa de plasmática de los queratinocitos basales que se encuentra ADN. Cuando un queratinocito basal se divide en la epidermis, en la unión dérmico-epidérmica. Como se muestra en la la célula original permanece en la capa basal (célula A en la Figura 2-7, los queratinocitos basales tienen placas de Figura 2-6) y la célula recién generada se asienta en la parte fijación especializadas, denominadas hemidesmosomas, superior de la misma (célula B en la Figura 2-6). Cuando los que proyectan el anclaje de los filamentos hacia abajo, hacia queratinocitos basales se dividen de nuevo, la primera célula la dermis (Freinkel y Woodley, 2001, pág. 134). El área justo generada (B) se desplaza en el estrato espinoso por la célula debajo de las células basales que contienen estos filamentos recién generada (célula C en la Figura 2-6). El ciclo continúa, de anclaje se llama lámina lúcida. cada nueva célula empujando las células más viejas hacia la superficie de la epidermis. La dermis aporta la lámina densa y la zona fibrilar de la sub lámina densa a la zona de la membrana basal. La lámina densa Zona de la membrana basal. Los queratinocitos de la capa contiene proteínas (por ejemplo, fibras de colágeno). Los basal se asocian con la dermis a través de la membrana basal. filamentos de los hemidesmosomas en la lámina lúcida se La zona de la membrana basal contiene elementos tanto de entrelazan con las fibras de la lámina densa (Freinkel y Wood- la epidermis y la dermis. Además de proporcionar soporte ley, 2001, pág. 136). La zona fibrilar de la sub lámina densa es estructural a la piel, la membrana basal es el filtro a través del la parte más superior de la dermis y contiene fibras elásticas, cual los nutrientes pasan de los vasos sanguíneos dérmicos a fibras de colágeno adicionales y placas de anclaje (Freinkel y los queratinocitos basales (Freinkel y Woodley, 2001, pág. 133). Woodley, 2001, pág. 145). Las fibras y las placas de anclaje de 2–7 CAPÍTULO 2 Anatomía Y Fisiología De La Cresta De Fricción En La Piel Adulta FIGURA 2–7 Zona de la membrana basal. tonofilamentos membranas (filamentos plasmáticas intermedios) desmocolina FIGURA 2–8 SEM y esquema de un desmosoma uniendo células de la piel C adyacentes de una salamandra. Aumento = 5500 X. (Reimpreso O R con permiso de Wolfe (1993), pág. 257) Membranas plasmáticas, E Desmocolinas, Tonofilamentos (filamentos intermedios), Desmogleinas, Placa (desmoplacas I y II) Nombres de las partes con sentido de las manecillas del reloj. desmogleínas (desmoplllaackain a 1 & 2) la zona fibrilar de la sub lámina densa están entrelazadas con de la piel). Hay, sin embargo, una variación. Los desmosomas las fibras de la lámina densa. varían en tamaño, dependiendo de la ubicación de la piel en el cuerpo. Los desmosomas entre los queratinocitos de la cresta Los hemidesmosomas de los queratinocitos basales y las de fricción en la piel son más grandes que las de la cresta de fibras entrelazadas en toda la zona de la membrana basal evitan no fricción en piel (Wan et al., 2003, pág. 384). Junto con los que las células basales migren. Los queratinocitos basales se desmosomas más grandes, los queratinocitos de la crestas de bloquean a su posición en la epidermis. fricción en la piel también tienen una mayor densidad de quera­ tina (Wan et al., 2003, pág. 379). El aumento en el tamaño Anclaje de las uniones celulares: desmosomas y uniones de los desmosomas y la densidad de la queratina indica que estrechas focales. Los queratinocitos de la capa basal, y a lo los desmosomas son específicos del sitio, dependiendo de la largo de las capas de la epidermis, se encuentran estrecha­ cantidad de estrés físico en la zona particular que la piel deba mente unidas unas a otras a través de los desmosomas (Jun­ soportar (Wan et al., 2003, pág. 386). queira y Carneiro, 2003, pág. 370) y de las uniones estrechas focales (Tortora y Grabowski, 1993, pág. 97). Los desmosomas Los desmosomas también muestran una variación dentro de son placas circulares que se unen entre sí a las membranas las capas de la epidermis. Los desmosomas pasan por modifi­ plasmáticas de las células adyacentes. La Figura 2-8 muestra caciones mientras las células progresan hacia afuera desde la (a) un microscopio electrónico de barrido de imagen (SEM) y capa basal de la epidermis. En la cresta de fricción en la piel, los (b) un esquema de un desmosoma. Las fibras de queratina desmosomas aumentan de tamaño cuando las células entran se extienden desde la placa de desmosomas en el interior de al estrato espinoso (Wan et al., 2003, pág. 385). Los desmo­ cada célula, creando un andamio interior que soporta la célula somas se encuentran reforzados continuamente mientras las (Wan et al., 2003, pág. 378). células son empujadas hacia la superficie. Al alcanzar la parte externa del estrato córneo, los desmosomas se rompen para Existen desmosomas entre las células a través de la epidermis liberar las células de la superficie (Freinkel and Woodley, 2001, entera (cresta de fricción de la piel y la cresta de no fricción pág.25). 2–8 Anatomía Y Fisiología De La Cresta De Fricción En La Piel Adulta CAPÍTULO 2 FIGURA 2–9 Micrografía electrónica de una unión estrecha focal entre los queratinocitos adyacentes. Aumento = 12.500 X. (Reimpreso con permiso de Cavoto y Flaxman (1972), pág. 372). Célula Basal, Unión Estrecha Focal, Membrana plasmática. Nombres de las partes con sentido a las manecillas del reloj FIGURA 2–10 Células basales de las crestas primarias. La barra de escala es de 10 μm. (Reimpreso con permiso de Lavker y Sun (1983), pág. 123.) Las uniones estrechas focales (Figura 2-9) son pequeñas “sol­ la función. Las células basales de las crestas secundarias, con daduras” de las superficies de las células (Flaxman y Nelson, largas proyecciones dentro de la dermis, proveen una función 1974, pág. 329). Las membranas celulares de las células adya­ de anclaje (Lavker y Sun, 1982, pág. 1239). Las células basales centes están fusionadas, eliminando el espacio inter celular. de las crestas primarias tienen una morfología similar a las de Las uniones estrechas focales proveen un anclaje adicional las células madre y pueden ser inducidas a multiplicarse por entre células y proveen un camino eléctrico de baja resistencia necesidad de tejido o heridas (Lavker y Sun, 1982, pág. 1239). para la comunicación entre células. (Cavoto y Flaxman, 1972, Las células basales también difieren en la frecuencia a la que pág. 373). se multiplican. Las células basales de las crestas secundarias se dividen más frecuentemente que las crestas primarias Heterogeneidad de la célula basal. Los queratinocitos basa­ porque las células basales de las crestas primarias levantan las les de las crestas primarias son estructuralmente diferentes de células que se dividen en la capa supra basal. las células basales de las crestas secundarias. Los queratinoci­ tos basales de las crestas primarias contienen menos queratina Capa supra basal. Los queratinocitos basales de las crestas que las células basales de las crestas secundarias. La unión de secundarias dividen continuamente cada célula basal para las células basales de las crestas primarias con la membrana empujar una célula a la vez en el estrato espinoso. Las células basal es ligeramente ondulada (Figura 2-10), mientras que las basales de las crestas primarias se comportan de manera células basales de las crestas secundarias contienen largas diferente. proyecciones que se extienden profundamente dentro de la El queratinocito basal de la cresta principal se divide para crear dermis (Figura 2-11) (Lavker y Sun, 1982, pág. 1240). una nueva célula. Esta nueva célula no entra inmediatamente Las diferencias en la estructura de las células basales en las en el estrato espinoso y se compromete a la diferenciación. La crestas primarias y secundarias explican sus diferencias durante 2–9 CAPÍTULO 2 Anatomía Y Fisiología De La Cresta De Fricción En La Piel Adulta FIGURA 2–11 Células basales de las crestas se- cundarias. La barra de escala es de 10 μm. (Reimpreso con permiso de Lavker y Sun (1983), pág. 123). FIGURA 2–12 Células del estrato espinoso y estrato granuloso (con gránulos de queratohialina). Aumento = 1400 X. (Reimpreso con permiso de Eroschento (1993), pág. 127). célula que se acaba de generar, denominada célula de ampli- (Freinkel y Woodley, 2001, pág. 24). La Figura 2-12 es una pre- ficación transitoria, se somete a un par de divisiones celulares paración de diapositivas en el microscopio de los queratinocitos mientras se asienta en la capa supra basal (Lavker y Sun, 1983, del estrato espinoso y estrato granuloso. El estrato espinoso pág. 121). Después de que las divisiones celulares se comple- se llama así debido al aspecto espinoso de las células en las tan, las células amplificadoras transitorias son empujadas hacia preparaciones de diapositivas en el microscopio. Durante el arriba en el estrato espinoso y comienzan la diferenciación. proceso de fabricación de la diapositiva, las células se deshi- Más células se producen en las crestas primarias que en dratan, causando que se encoja la distancia entre una y otra. las crestas secundarias debido a las células de amplificación Las espinas se encuentran donde los desmosomas siguen transitorias. Las células de las crestas primarias mantienen manteniendo las células juntas. las crestas de la superficie, donde se necesitan más células debido a una mayor abrasión. 2.2.6.3 Estrato granuloso. A medida que las células son empujadas hacia la superficie, siguen con una modificación es- 2.2.6.2 Estrato espinoso. A medida que los queratinocitos tructural y química. Los queratinocitos que entran en el estrato son empujados hacia la superficie, comienzan a experimentar granuloso contienen gránulos de queratohialina característicos diferenciación. Las células se hacen de forma poliédrica y los (Figura 2-12). Los queratinocitos se programan para llenarse desmosomas (uniones celulares) se refuerzan. Se incrementa con queratina; los gránulos de queratohialina contienen proteí- la producción de queratina y los filamentos de queratina se nas (profilagrina, queratina, y loricrina) que facilitan el proceso organizan de forma concéntrica alrededor del núcleo y se (Freinkel y Woodley, 2001, pág. 23). Los gránulos lamelares se extienden en los desmosomas (Freinkel y Woodley, 2001, pág. vuelven activos mientras las células alcanzan la parte supe- 23). Nuevas estructuras, los gránulos lamelares, aparecen en rior del estrato granuloso. Los gránulos lamelares liberan su las células mientras éstas son empujadas hacia el límite del contenido de lípidos en el espacio entre las células. Los lípidos estrato espinoso. Los gránulos lamelares son focos de lípidos recubren las células, proporcionándole a la piel una barrera que aparecen por primera vez en el estrato espinoso, pero no hidrofóbica (Freinkel y Woodley, 2001, pág. 24). se activan hasta que las células alcanzan el estrato granuloso 2–10