39.7: Renovación de células madre epidérmicas de la piel

La piel se divide en epidermis, dermis e hipodermis, las capas más externa, media e interna de la piel. La capa epidérmica humana se renueva periódicamente, donde las células viejas y muertas son reemplazadas por células nuevas. Las células madre epidérmicas o EpiSC se dividen y diferencian para restaurar las células perdidas. Para el proceso de renovación, algunos EpiSC se renuevan continuamente. Por el contrario, pocos otros se diferencian en células amplificadoras del tránsito, que entonces forman células espinosas o espinosas, seguidas de células granulares y, finalmente, escamas queratinizadas muertas, que habitualmente se desprenden de la piel.

Se deben controlar y regular muchos factores para sostener el proceso de renovación. Estos incluyen la tasa de división de células madre y de amplificación del tránsito o células TA, el tiempo que tarda una célula en abandonar la capa basal y diferenciarse y, finalmente, la eliminación de células viejas y muertas. A medida que las células comienzan a diferenciarse, expresan diferentes moléculas de queratina. Las células basales expresan los marcadores de queratina K5 y K14, las células espinosas tienen K1 y K10, las células granulares tienen profilagrina y loricrina, mientras que las células queratinizadas expresan filagrina. En caso de herida o daño tisular, los queratinocitos epiteliales migran al sitio de la herida y reepitelizan el sitio.

Las células madre epidérmicas están unidas a la capa basal a través de integrinas β1 expresadas por las células madre. Las integrinas conectan los filamentos de actina de las células basales con la matriz extracelular. Además de la unión, las integrinas también desempeñan un papel en las vías de señalización. Otras vías de señalización incluyen Wnt, Hedgehog, Notch, BMP y EGF, que son necesarias para renovar y mantener las células epidérmicas. La mutación en cualquiera de estas vías podría causar cáncer de piel.

La epidermis es la cubierta protectora más externa del cuerpo humano y se renueva constantemente a través de la diferenciación de las células madre epidérmicas o EpiSC ubicadas en la capa basal.

Las EpiSC expresan integrinas que se unen a la membrana basal subyacente. Las interacciones entre las EpiSC y la membrana basal regulan la proliferación y diferenciación de las EpiSC.

Las EpiSC se autorrenuevan y se diferencian secuencialmente para formar una epidermis de múltiples capas que consta de células espinosas, células granulares y escamas muertas queratinizadas.

Se utilizan dos modelos para explicar la diferenciación de EpiSC.

En el modelo jerárquico, las EpiSC se dividen asimétricamente para formar una célula hija proliferativa y una célula amplificadora de tránsito o TA. Las células TA se diferencian aún más en diferentes tipos de células epidérmicas.

En el modelo estocástico, cada una de las células hijas permanecerá aleatoriamente proliferativa o formará células epidérmicas diferenciadas.

• Epidermis Regeneration - The process of skin renewal done by stem cells in the epidermis layer.
• Transit Amplifying Cells - Differentiate from stem cells, contribute to renewal process of epidermis.
• Keratinized Squames - Dead epidermal cells that are routinely shed off the skin.
• β1-integrins - Protein structures that help stem cells attach to the basal layer.
• Signaling Pathways - Communication channels for cells, including Wnt, Hedgehog, Notch, BMP, and EGF. Crucial for epidermal renewal and maintenance.

• Define Epidermis Regeneration – Explain its relation to skin renewal (e.g., Epidermis regeneration).
• Contrast Stem Cells vs Transit Amplifying Cells – Explain their roles in skin renewal (e.g., stem cell renewal).
• Explore Keratinized Squames – Description of their formation and shedding (e.g., dead keratinized cells).
• Explain the Role of β1-integrins – Their role in maintaining the basal attachment of stem cells.
• Apply the Understanding of Signaling Pathways – Their roles in epidermis maintenance and the links to potential health issues, for instance, skin cancer.

• What is epidermis regeneration and how does it relate to skin renewal?
• How do stem cells and transit amplifying cells contribute to the renewal of the epidermis?
• What are keratinized squames, and how are they routinely shed off?

• Students – Gaining comprehension on epidermis regeneration and how it supports our understanding of skin biology.
• Educators – Provides a clear educational framework on the topic of skin biology and epidermis renewal.
• Researchers – Explore the elements of skin renewal and repair for medical science or dermatology.
• Anyone Interested in Biology – Offers a deeper understanding of the human body, particularly in the area of skin biology and regeneration.