La piel humana y su microbioma

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La piel humana: más que solo una funda

Es el órgano más grande, pesado y versátil del cuerpo humano¹. Funciona constantemente, respira, regula la temperatura corporal y actúa como un escudo protector constante. Nuestra piel responde de manera sensible a estímulos psicológicos y emocionales; toca y siente de manera extremadamente eficiente. A través de los rayos UVB, produce vitamina D3, almacena grasa y agua.

En realidad, nuestra piel es mucho más que una simple barrera contra el mundo exterior; hoy en día se considera uno de los órganos inmunológicos más importantes, interactuando con los componentes individuales de la piel y sus microorganismos, que establecen una simbiosis protectora con nosotros.

Como Holobionte, nunca estás solo

Sin microorganismos en y sobre nosotros, estaríamos bastante perdidos; de hecho, no seríamos viables.

Nuestro órgano más grande está poblado por un entorno diverso de microbios, la mayoría de los cuales son inofensivos e incluso beneficiosos para su huésped². Estos microorganismos forman, junto con la piel, un sistema de defensa armonioso para proteger nuestro cuerpo.

Lamentablemente, todavía mantenemos una actitud hostil, a menudo ignorante, hacia las bacterias, levaduras, ácaros, virus o arqueas en nuestra piel. Sin embargo, enfermedades cutáneas como la dermatitis, la psoriasis, la rosácea o el acné están asociadas con un desequilibrio en la población o una diversidad alterada de comunidades microbianas y, como resultado, con un mayor número de microorganismos patógenos.

Las respuestas inmunológicas innatas y adaptativas de la piel modulan el ecosistema cutáneo. A su vez, la microbiota también tiene un enorme impacto en el sistema inmunológico³. Cuanto más productos cosméticos usemos, mayor será la probabilidad de que la piel reaccione con irritaciones, enrojecimientos, dermatitis o alergias. Una mujer promedio que usa productos para el cuidado de la piel y maquillaje a diario puede llegar a utilizar cientos de ingredientes diferentes. Asimismo, la higiene excesiva en la actualidad daña a largo plazo los microorganismos simbióticos de la piel y les priva de nutrientes al eliminar continuamente grasas, sebo y sudor, elementos que realmente necesitan para sobrevivir. La inflamación o la piel irritada, seca y con picazón suelen ser el resultado de un microbioma y una barrera cutánea dañados, con pérdida transdérmica de agua consecuente.

La piel humana en números

Superficie corporal promedio en hombres: 1,9 m²; en mujeres: 1,6 m² (Fórmula de Dubois para cálculos citostáticos o en quemaduras)

Superficie corporal con anexos cutáneos como cabello, uñas y glándulas sudoríparas o sebáceas: 20 m²

Peso: 3 a 5 kg, con tejido adiposo subcutáneo hasta 20 kg

Células de la piel: 60 mil millones por m², aproximadamente 110 mil millones de células en total

Grosor: 0,3 a 4,0 mm, dependiendo de la región corporal como los ojos o las plantas de los pies

La piel consta de tres capas: epidermis, dermis y tejido subcutáneo. La epidermis, en el exterior, se compone de cinco capas, como la capa córnea, la capa de células espinosas y la capa basal con las células que producen pigmento. Constantemente se forman nuevas células y se desprenden las viejas, de manera que la epidermis se regenera cada aproximadamente 28 días. La dermis o corion, ligeramente más gruesa, se encuentra junto a la epidermis. Aquí se encuentran los vasos sanguíneos y linfáticos, los folículos pilosos, las terminaciones nerviosas y las glándulas sudoríparas, olfativas y sebáceas. Está formada por una red fibrosa compuesta principalmente de colágeno y elastina. El tejido subcutáneo con grasa, vasos sanguíneos y nervios actúa como un vínculo entre la musculatura y la piel.

Estructura de la piel

La epidermis, como la capa más externa de la piel, es una barrera física con diversas funciones.

Renovación constante de las células externas
Prevención de la penetración de microorganismos extraños
Prevención de la entrada de toxinas
Regulación del equilibrio hídrico
Prevención de la pérdida de nutrientes

Cinco capas de la epidermis

Stratum corneum (capa córnea): Su capa superior es el Stratum disjunctum. Los grupos de células se desprenden aquí y las escamas córneas, llamadas squamae, se desprenden.

Stratum lucidum (capa lúcida): Esta capa delgada alberga etapas de transición entre corneocitos y queratinocitos, cuya queratinización aún no está completamente desarrollada. Las células están llenas de eleidina, un producto de transición de la queratina. Esta capa existe principalmente en áreas de la piel altamente queratinizadas.

Stratum granulosum (capa de gránulos): Durante la transformación de queratinocitos a corneocitos, se produce un enriquecimiento de gránulos de queratohialina y, al mismo tiempo, la pérdida de otros orgánulos celulares.

Stratum spinosum (capa de células espinosas): Aquí comienza el proceso de queratinización de los queratinocitos. Además, las células de Langerhans, parte de nuestro sistema inmunológico, se encuentran en esta área.

Stratum basale (capa basal): La capa más baja de la epidermis consta solo de células madre adultas y está conectada a la membrana basal. A partir de estas células, se forman queratinocitos maduros que migran a la superficie de la piel en semanas. Los melanocitos también producen el pigmento melanina aquí, que se almacena en células córneas de la piel y el cabello.

El Stratum corneum, también conocido como capa córnea o de queratinización, es la capa superior de la epidermis. Dependiendo del área del cuerpo, está compuesto por 15 a 200 capas celulares.

Los corneocitos completamente queratinizados son queratinocitos muertos. Llenos de la proteína de soporte queratina, carecen de orgánulos celulares y, junto con los lípidos intercelulares, forman una película protectora impermeable al agua. Estos lípidos hidrofóbicos consisten en tres fracciones principales: ceramidas (30%) con un grupo de esfingolípidos único y muy complejo, ácidos grasos libres (30%) y colesterol y sus derivados (30%).

Manto hidrolipídico

Además de la capa epidérmica protectora de corneocitos y lípidos lamelares, se combinan más componentes del Factor Natural de Hidratación (NMF) para formar un manto ácido de protección e hidrolípidos⁴. Incluye aminoácidos y péptidos hidrofílicos, entre otros, provenientes de la descomposición de la proteína estructural de la epidermis, filagrina. También, se cuentan pirrolidoncarboxilatos (PCA), lactato, urea y fracciones de carbohidratos neutros como glucosa, fructosa o lactosa.

El modelo de ladrillo y mortero se ha usado mucho para describir la estructura del stratum corneum, con capas regulares de corneocitos muertos y lípidos intercalados.

Sin embargo, se sabe ahora que su estabilidad y función protectora se basan en los siguientes factores:

Corneocitos y sus estructuras en forma de gancho.
Proteínas transmembrana, los llamados corneodesmosomas.
Bicapa, es decir, estructuras de doble capa de lípidos de cadena larga.
Uniones estrechas entre células.

Durante años, la investigación ha estado interesada en las rutas de transporte o penetración de sustancias a través del estrato córneo. Actualmente, se postulan tres rutas de penetración:

Se presume que una ruta hidrofílica y otra lipofílica intercelular son muy probables. Sin embargo, se considera poco probable una vía transcelular, ya que las sustancias deberían alternar entre capas lipofílicas e hidrofílicas para penetrar o difundir^5,6.

pH (lat. potentia hydrogenii)

El pH es el logaritmo negativo decimal de la concentración de iones de hidrógeno en una solución acuosa y se considera una medida de su carácter ácido o alcalino.

El pH se encuentra en una escala de 0 a 14, donde <7 es ácido, 7 es neutro y >7 es alcalino.

pH de la piel

La piel, especialmente las capas epidérmicas superiores, tiene un pH ligeramente ácido. En promedio, oscila entre 4,1 y 5,8⁷, siendo las axilas, así como el área genital externa y anal, debido a un mayor número de glándulas sudoríparas apocrinas, áreas fisiológicamente menos ácidas con un pH de aproximadamente 6,5. Por otro lado, las membranas mucosas vaginales tienen un pH ácido de 3,5 a 4,5 en condiciones saludables debido a la producción de ácido por parte de los lactobacilos comensales.

Las leves variaciones de pH en la piel son generalmente toleradas por los microorganismos cutáneos sin mayores alteraciones en su crecimiento⁸, pero para la producción enzimática de ácidos grasos antimicrobianos o moléculas pequeñas, ciertos compuestos necesitan un pH óptimo de 5⁹.

Microbioma cutáneo

Las principales funciones del microbioma cutáneo son proteger y fortalecer la barrera cutánea contra microorganismos patógenos y mantener el pH correspondiente en la superficie de la piel.

Los microorganismos residentes son parte de la fisiología de nuestra piel. Residen en el estrato córneo de la epidermis y los conductos y aberturas correspondientes de los folículos pilosos o glándulas sebáceas y sudoríparas. Por otro lado, las bacterias transitorias solo se encuentran temporalmente en la piel. A través de la resistencia competitiva, evitan la colonización por patógenos, previenen la hiperproliferación de levaduras o la formación de biopelículas¹⁰.

El microbioma cutáneo está dominado por bacterias. Las especies más comunes son Staphylococcus, Corynebacterium, Propionibacterium, Micrococcus, Streptococcus y, en menor medida, ciertas especies de Acinetobacter o Pseudomonas. Los hongos, en su mayoría, pertenecen a los géneros Malassezia y Candida.

En general, el equilibrio entre las bacterias Gram-positivas y Gram-negativas es crucial para una piel sana. Se ha demostrado que un desequilibrio en este equilibrio está asociado con enfermedades de la piel¹¹.

Por cada centímetro cuadrado de piel, hay hasta 2 x 10⁶ microbios en la axila o en el cuero cabelludo, 10³ en la mano, 10⁵ en la frente, 10² en la espalda y hasta 10³ en las plantas de los pies.

Diversidad del microbioma cutáneo

La composición del microbioma varía enormemente entre individuos, lo que se conoce como "huella microbiana". Esta diversidad se ve influenciada por factores como el tipo de nacimiento, la genética, el estilo de vida, el género, la edad y la etnia.

Aunque en condiciones ideales, las comunidades microbianas de la piel de un adulto sano son relativamente estables durante ciertos períodos, durante la adolescencia post-puberal, por ejemplo, la frecuencia relativa de ciertos géneros bacterianos cambia a favor de los representantes lipofílicos como las bacterias Cuti- (anteriormente Propionibacterium) y Corynebacterium, así como las levaduras del género Malassezia, debido a cambios hormonales¹¹.

Los bebés, cuyo microbioma se estabiliza en los primeros tres años de vida, y los adultos mayores o senescentes, con una piel alterada y cambios asociados en la microbiota, son particularmente vulnerables.

A pesar de estas diferencias, la mayoría del microbioma cutáneo está dominado por las tres principales categorías bacterianas: Actinobacteria, Proteobacteria, Bacteroidetes y Firmicutes. Y, de estas, las tres especies Staphylococcus spp., Corynebacterium spp. y Cutibacterium (antes Propionibacterium) spp. constituyen más del 60 % de las bacterias existentes¹².

Microclimas de la piel

El arreglo de la microbiota en las distintas áreas del cuerpo de una persona muestra una variabilidad similar a la de las diferentes zonas climáticas de la Tierra. Sin embargo, las bacterias son extremadamente adaptables y se especializan en condiciones topográficas de la piel como folículos pilosos, glándulas sudoríparas o sebáceas en las profundidades de la dermis, así como en la superficie de pliegues y arrugas.

Estas diferencias regionales se dividen en zonas seborreicas, húmedas o secas, determinadas por las características físicas o químicas de la superficie cutánea. Las áreas intertriginosas como las axilas, la ingle, los espacios entre los dedos de las manos y los pies, y los pliegues del codo albergan un microclima húmedo y algo más rico en nutrientes, ideal para el crecimiento de Staphylococcus, mientras que la frente, el cuero cabelludo, la nariz o el pliegue nasolabial ofrecen un microclima seborreico para microorganismos lipófilos como Corynebacterium, Cutibacterium o Malassezia. Las áreas secas, como la parte interna del brazo o el muslo, generalmente albergan Streptococcus y Staphylococcus¹³.

Supervivencia

A pesar de las condiciones aparentemente inhóspitas, estos microorganismos aprovechan todos los recursos disponibles para sobrevivir y prosperar. Metabolizan aminoácidos y lípidos de las secreciones sebáceas o del estrato córneo, así como urea y amoníaco del sudor como fuentes de nitrógeno, además de glucosa o vitaminas. Muchos también son halotolerantes, es decir, no se ven afectados por el alto contenido de sal en el sudor¹⁴.

Lucha entre "gigantes"

Staphylococcus epidermidis es el microorganismo cutáneo oportunista más común. Actúa como un luchador poderoso contra el Staphylococcus aureus patógeno que se encuentra naturalmente en el cuerpo, pero que en concentraciones inusitadamente altas puede colonizar la piel y causar daños, como en la dermatitis atópica.

Junto con otros tipos de Staphylococcus negativos en coagulasa, S. epidermidis produce proteínas que interactúan con las células inmunitarias del cuerpo, eliminando selectivamente microorganismos infecciosos y reduciendo la inflamación después de las lesiones. Un tipo especial de S. epidermidis también tiene la capacidad de producir 6-N-hidroxiadenina (6-HAP), un subproducto metabólico que puede inhibir el crecimiento de células tumorales de cáncer de piel sin dañar las células sanas¹⁵.

Cutibacterium acnes, el miembro más conocido de los anaerobios grampositivos Propionibacterium, tiende a colonizar los folículos pilosos, donde hay niveles bajos de oxígeno. Si bien C. acnes es capaz de mantener a raya al S. aureus¹⁶, algunos tipos de esta especie (phylotype IA1)¹⁷ participan en la formación de lesiones acneicas. Producen cantidades significativas de factores de virulencia, como porfirinas sensibles a la luz¹⁸ o hialuronato liasas, que son mediadores de las reacciones inflamatorias de la piel. Sin embargo, no son necesariamente villanos: la homeostasis, crucial para la salud de la piel, depende de la diversidad de cepas de C. acnes, y su posible predominio puede ser regulado en cualquier momento por otros colaboradores como S. epidermidis.

Los lactobacilos de la vagina también utilizan diversas armas contra los invasores no deseados. Por ejemplo, el Lactobacillus crispatus y otros de su género producen sustancias antimicrobianas como H2O2 y bacteriocinas en la vagina, y al mismo tiempo mantienen a raya a organismos dañinos como Gardnerella vaginalis, Neisseria gonorrhoeae o Candida albicans al regular el pH mediante la producción de lactato¹⁹.

Conclusión

La interacción entre nuestro sistema inmunológico y los microorganismos de la piel es extremadamente estrecha y delicadamente equilibrada. Existe una comunicación sofisticada y efectiva entre el microbioma cutáneo, las células epiteliales y nuestro sistema inmunológico innato y adaptativo, con el fin de eliminar posibles patógenos y protegernos de señales ambientales dañinas, químicas y físicas.

Estos avances en la investigación del microbioma en los últimos años han llevado a un cambio de paradigma entre los fabricantes y consumidores de productos para el cuidado corporal y cosméticos. Un microbioma de la piel intacto, equilibrado y diverso es de suma importancia para la salud y, en última instancia, para la belleza de nuestro órgano más grande.

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