Sistema tegumentario
El sistema tegumentario es el conjunto de órganos que forma la cubierta externa del cuerpo y lo protege de muchas amenazas como infección, desecación, abrasión, agresión química y daño por radiación. En los seres humanos, el sistema tegumentario incluye la piel, un epitelio queratinizado engrosado formado por múltiples capas de células que es en gran parte impermeable al agua. También contiene células especializadas que secretan melanina para proteger al cuerpo de los efectos cancerígenos de los rayos UV y células que tienen una función inmunológica. Las glándulas sudoríparas que excretan desechos y regulan la temperatura corporal también forman parte del sistema tegumentario. Los receptores somatosensoriales y los nociceptores son componentes importantes de este sistema de órganos que sirven como sensores de advertencia, permitiendo que el cuerpo se aleje de estímulos nocivos.
Órganos del sistema tegumentario
La piel consta de dos capas: la dermis y la epidermis. Juntas, estas dos capas forman el órgano más grande del cuerpo, con una superficie de casi 2 metros cuadrados.
La epidermis es la capa externa que descansa sobre la dermis. No existe un aporte directo de sangre a la epidermis y por tanto, las células de este tejido escamoso estratificado obtienen nutrientes y oxígeno por difusión. Esta capa también amortigua los tejidos subyacentes y los protege de la desecación. En ambientes cálidos y secos, primero se pierde agua de esta capa. Del mismo modo, la exposición prolongada al agua durante los baños o la natación arruga la piel ya que el agua se absorbe y se retiene en la epidermis.
La epidermis está formada por cuatro capas: el estrato basal, el estrato espinoso, el estrato granuloso y el estrato córneo. En cada una de estas capas, los queratinocitos experimentan pasos sucesivos en la diferenciación comenzando con la capa proliferativa en el estrato basal más interno que contiene células madre de queratinocitos. Después de la división, las células migran hacia el exterior para formar una capa de células espinosas llamada estrato espinoso. Los núcleos de estas células participan principalmente en la transcripción de grandes cantidades de ARNm de queratina y otras microfibrillas que forman uniones celulares impermeables .
La siguiente capa de la epidermis se llama estrato granuloso y contiene queratinocitos con un citoplasma granular. Esta etapa de la maduración de los queratinocitos se caracteriza por la formación de la barrera lipídica del cuerpo. La presencia de gránulos de queratohialina es importante para reticular los filamentos de queratina y deshidratar las células para formar capas de células apretadas e interconectadas que realizan la función de barrera de la piel. La capa más externa se llama estrato córneo y está directamente expuesta al ambiente externo. Consiste en múltiples capas de queratinocitos diferenciados terminalmente que también se denominan corneocitos. Estas células no tienen núcleo y contienen grandes cantidades de filamentos de queratina. Esta capa de la epidermis proporciona resistencia mecánica y rigidez a la estructura de la piel. Estas células anucleadas son resistentes al virus ataque y se reemplazan cada 15 días, evitando que se conviertan en un reservorio de infección.
Las partes de la piel que no tienen folículos pilosos tienen una capa adicional de epitelio llamada estrato lúcido que se intercala entre el estrato granuloso y el estrato córneo. Esta capa adicional hace que el epitelio de estas regiones sea más «grueso» que el de otras partes del cuerpo. Por lo general, esta es la piel de las palmas de las manos y las plantas de los pies y, además del estrato lúcido, también está bien provista de terminaciones nerviosas.
La segunda sección principal del tegumento es la dermis, y en ocasiones se la denomina «piel verdadera», ya que está irrigada por vasos sanguíneos y terminaciones nerviosas. Las glándulas sebáceas y las glándulas sudoríparas también están presentes en la dermis. Lo más cerca que se acerca la dermis al entorno externo es en estructuras llamadas papilas dérmicas. Estas son proyecciones en forma de dedos en la epidermis y, en las palmas, forman huellas dactilares.
Las glándulas sebáceas producen sebo, una secreción aceitosa y cerosa que contiene muchos lípidos. Las células que forman una glándula sebácea tienen una vida útil extremadamente corta, apenas más de una semana. Las plantas de los pies están libres de glándulas sebáceas, aunque las secciones de piel entre los dedos están ricamente provistas de estas estructuras. El sebo también forma parte de la cera del oído. Estos lípidos pueden proporcionar un entorno rico para el crecimiento de bacterias y, por lo tanto, contribuyen al olor corporal, ya sea cuando las glándulas están obstruidas o cuando el sebo no se elimina periódicamente.
La dermis también alberga glándulas sudoríparas. El sudor, a diferencia del sebo, es una secreción a base de agua que contiene electrolitos: sales de sodio, urea e incluso trazas de ácido úrico. Si bien la mayoría de los productos de desecho solubles en agua se eliminan en la orina, el sudor también contribuye a eliminar algunos de los subproductos metabólicos del cuerpo. La presencia de muchos ácidos, como el ácido láctico y el ácido acético, hace que el sudor sea ligeramente ácido. Una subsección de las glándulas sudoríparas, llamadas glándulas apocrinas, incluso libera proteínas, carbohidratos, lípidos o esteroides. El sudor de estas glándulas, junto con el sebo, puede estimular el crecimiento bacteriano y formar el sitio de infección, olor o erupciones.
La imagen muestra una sección transversal de la piel, con varias capas dérmicas y epidérmicas, glándulas, nervios y vasos sanguíneos.
Funciones del sistema tegumentario
Cada capa de la piel contribuye a la función general del cuerpo. El papel más obvio de la piel es proteger al cuerpo de las agresiones externas.
Función barrera
Si bien la piel puede parecer un órgano delicado, su estupenda función se hace evidente después de que una lesión quita la piel de una región. De hecho, prevenir infecciones y regular la temperatura corporal son desafíos importantes para las víctimas de quemaduras. Las capas de células anucleadas fuertemente unidas, fuertemente queratinizadas proporcionan la primera línea de defensa al formar una barrera física. La naturaleza ligeramente ácida de las secreciones cutáneas también contribuye a prevenir la colonización patógena. Los lípidos secretados por la piel son otra barrera química, evitando la pérdida de agua, especialmente en ambientes secos o calurosos. Alternativamente, la piel también evita que el cuerpo se hinche en un entorno hipotónico. Finalmente, el sistema tegumentario contiene células inmunitarias residentes que son expertas en eliminar infecciones menores.
Termorregulación
Las glándulas sudoríparas son necesarias para la termorregulación, ya sea al sudar durante el ejercicio o al bajar la fiebre. El sudor permite que el cuerpo se enfríe. Por otro lado, la piel de gallina que surge de la contracción de los músculos erectores del pelo puede mantener el cuerpo caliente, especialmente en los mamíferos peludos.
Excreción
El sudor y el sebo también tienen una función excretora de metabolitos solubles en agua y grasa, respectivamente. Por ejemplo, el exceso de vitamina B de los suplementos se elimina a través de la orina y el sudor.
Sensación y síntesis química
Las terminaciones nerviosas de la piel ayudan a detectar el tacto, la presión, el calor, el frío, así como la naturaleza e intensidad de los estímulos dañinos. La piel también es necesaria para la producción de melanina que previene el daño de los rayos UV, ya sea una quemadura solar o un cáncer de piel. Tras la exposición al sol, además de la producción de melanina, la piel también sintetiza vitamina D que contribuye a la salud ósea y mejora la densidad ósea.
Enfermedades del sistema tegumentario
Las enfermedades del sistema tegumentario pueden deberse a infecciones patógenas, lesiones por radiación, sustancias químicas o trastornos genéticos.
La infección bacteriana más común de la piel es probablemente el acné. Técnicamente conocido como acné vulgar , suele ser un efecto secundario de las glándulas sebáceas hiperactivas. Esto es particularmente cierto durante la pubertad, cuando los poros y las glándulas de la piel pueden obstruirse, provocando el crecimiento bacteriano y la infección. Algunos de estos pueden ser parte de la flora normal de una piel sana, mientras que otros, como los estafilococos, pueden aprovecharse de una infección existente. Si bien el acné solo causa una leve molestia, en el otro extremo del espectro se encuentran enfermedades como la fascitis necrotizante, que pueden ser mortales incluso con el tratamiento adecuado.
Las infecciones micóticas de la piel son comunes, especialmente en aquellas regiones donde el sudor y el sebo se acumulan durante largos períodos de tiempo, lo que proporciona un entorno rico para el crecimiento de hongos. Estos pueden ser a lo largo de la cintura de los pantalones, las regiones elásticas en vestidos ajustados o ropa interior, y las regiones entre los dedos de los pies, cuando están cubiertas por calcetines sucios o zapatos húmedos. Las infecciones por hongos incluyen pie de atleta, candidiasis y tiña. Por lo general, se observan con erupciones en forma de anillo o escamosas, enrojecimiento, picazón, ampollas o con el engrosamiento de la piel. La caspa se considera una infección bacteriana y fúngica del cuero cabelludo.
Una de las infecciones virales más comunes es el herpes. El herpes se puede propagar por contacto directo con fluidos corporales. Suele haber periodos de remisión, aunque incluso los pacientes asintomáticos pueden transmitir el virus. El «herpes labial» surge del herpes oral y forma ampollas alrededor de la boca.
La piel también puede estar sujeta a trastornos genéticos como la psoriasis o el albinismo. La psoriasis es un trastorno autoinmune y el albinismo surge por una falta total de pigmentos en la piel.
Finalmente, la exposición prolongada a los rayos UV puede provocar quemaduras solares o incluso cáncer de piel, especialmente en personas con bajo contenido de melanina en la piel.
Datos interesantes
- Los cuernos de rinoceronte están hechos completamente de queratina, mientras que la mayoría de los cuernos de animales tienen un núcleo óseo. Los depósitos de calcio en el núcleo fortalecen el cuerno. Sorprendentemente, el término «queratina» en sí mismo surge de la palabra griega para «cuerno».
- La piel que no tiene pelo se llama piel glabra. Esta es la piel que se arruga cuando pasa demasiado tiempo en la piscina.
- La piel de gallina es causada por la contracción de pequeños músculos llamados arrector pili.
- Los metales pesados como el mercurio, el arsénico y el cadmio pueden acumularse en el cabello y las uñas.
- Tener una gran cantidad de suplementos de vitamina A puede hacer que su piel se vuelva amarilla o incluso anaranjada.
Términos de biología relacionados
- Manto ácido : película delgada y viscosa que tiene un pH de aproximadamente 5.0 y que descansa sobre la epidermis. Se cree que tiene un efecto protector contra el ataque de patógenos en la piel.
- Filamentos de queratina : proteínas estructurales fibrosas formadas por largas cadenas filamentosas de aminoácidos que están ampliamente entrecruzadas a través de puentes disulfuro y, por lo tanto, resistentes a la desnaturalización.
- Nociceptor : célula nerviosa sensorial que detecta estímulos potencialmente dañinos y media en la percepción del dolor.
- Glándulas sebáceas : pequeñas glándulas que secretan sebo que mantiene la barrera de agua en la piel. Previene la deshidratación por pérdida de agua y lubrica la piel mediante aceites.
