El Calor Origina Cambios Cutáneos Responsables del Envejecimiento Prematuro de la Piel

• AUTOR : Seo JY, Chung JH
• TITULO ORIGINAL : Thermal Aging: A New Concept of Skin Aging
• CITA : Journal of Dermatological Science 2(Supl. 1):13-22, Dic 2006
• MICRO : La exposición al calor se asocia con mayor expresión de metaloproteinasas, enzimas que degradan las proteínas de la matriz extracelular, entre ellas, colágeno y elastina. Además, el calor regula la síntesis de elastina, fibrilina y de diversas citoquinas. Participa en la aparición de la elastosis solar y, al igual que la exposición a la luz UV, ocasiona angiogénesis.

Introducción

A diferencia del envejecimiento natural de la piel, caracterizado por sequedad y arrugas finas, el envejecimiento prematuro asociado con la exposición al sol (fotoenvejecimiento) se asocia con arrugas profundas y por cambios en la piel, entre otras modificaciones. Asimismo, desde el punto de vista histológico, en el envejecimiento normal disminuye la matriz extracelular con menor cantidad de elastina y con desintegración de las fibras elásticas, mientras que en la piel con envejecimiento prematuro se acumula el material distrófico en la dermis reticular: elastosis solar.

Aunque el calor puede transmitirse en diferentes formas, el resultado final (energía por calor) es el mismo: aumento de la temperatura cutánea. La piel está expuesta a los rayos ultravioletas (UV), la radiación o los rayos infrarrojos (RIR) y a otras fuentes de calor, en especial relacionadas con el tipo de trabajo, que obliga a que alguna parte del cuerpo esté más expuesta. Cuando la exposición al calor es más prolongada se produce hiperplasia grave de las fibras elásticas, que se extienden hacia la dermis en combinación con la degeneración del colágeno dérmico. Por su parte, los RIR también se convierten en calor en la piel. En esta revisión, los autores analizaron el efecto de la energía térmica en general sobre el envejecimiento de la piel de los seres humanos.

Causas y mecanismos de la formación de arrugas en la piel

El envejecimiento es un proceso natural pero se ha observado que la exposición al sol, el tabaquismo y ciertas modificaciones endocrinológicas representan factores importantes de riesgo de arrugas en la piel de los seres humanos. Las alteraciones y la deficiencia del colágeno son trastornos fundamentales en este proceso. En la dermis predomina el colágeno tipo I y tipo III, la elastina, los proteoglucanos y la fibronectina. Recientemente se comprobó mayor degradación de la matriz por la acción de metaloproteinasas (MMP) inducidas por la luz UV y secretadas por diversas células, entre ellas, queratinocitos, fibroblastos y células inflamatorias. El proceso genera daño sustancial del tejido conectivo. La luz UVB estimula la expresión de la MMP-1, la MMP-3 y la MMP-9 en la epidermis normal, mientras que los rayos UVA inducen la expresión de MMP-1 por parte de los fibroblastos de la dermis. Se ha observado que la expresión de MMP difiere en zonas expuestas y no expuestas a la radiación solar. La piel con fotoenvejecimiento muestra mayor expresión de MMP-1, MMP-2 activa y proMMP-2 y MMP-9, trastornos que parecen responsables de la deficiencia sustancial de colágeno y de la formación de arrugas.

Se estima que, con el paso de los años, el contenido de colágeno de la dermis disminuye aproximadamente 1% por año, como consecuencia de la acción de diversas MMP y por la menor síntesis de colágeno. Ambas alteraciones son mucho más marcadas en las zonas de la piel que estuvieron expuestas a la luz solar. Se ha observado que la transducción de señales mediada por quinasas activadas por mitógenos (MAPK [mitogen-activated protein kinases]) desempeña un papel importante en la regulación de varias funciones celulares, entre ellas, la expresión de MMP.

Efectos del calor sobre la expresión de MMP en la piel de los seres humanos

El fotoenvejecimiento prematuro de la piel no sólo aparece en regiones expuestas al sol; algunos trabajadores presentan el mismo trastorno en partes del cuerpo expuestas continuamente a fuentes de calor (por ejemplo, el brazo de los panaderos).

El estrés térmico se asocia con la aparición de varias proteínas de shock térmico que pueden ejercer un papel de protección. Sin embargo, algunos estudios demostraron que las proteínas de shock térmico se acompañan de mayor expresión de colagenasa en fibroblastos de articulaciones y de la piel; es posible que la mayor expresión de colagenasa se acompañe de degradación del tejido conectivo en situaciones patológicas.

En cultivos de fibroblastos de piel humana sana se observó que las proteínas de shock térmico inducen la expresión de MMP-1 y MMP-3 (aunque no de MMP-2) y que promueven la activación rápida de 3 MAP: ERK, JNK y p38 MAPK. Además, se comprobó que las 2 primeras son responsables del aumento de la expresión de la MMP-1 y de la MMP-3 en relación con la lesión por calor. Asimismo, la unión del factor proteico 1 (AP-1) al ADN aumenta en la piel dañada por el calor, un fenómeno que se acompaña de estimulación de la transcripción de muchos genes, entre ellos, el de la MMP-1 y el de la MMP-3. La mayor expresión de MMP se asocia con degradación de las proteínas de la matriz extracelular, como colágeno y fibras elásticas en la dermis. También se comprobó que las proteínas de shock térmico incrementan la síntesis y liberación de interleuquina (IL) 6. Por su parte, estudios recientes mostraron que la exposición de los fibroblastos de la piel a rayos UVB también se acompaña de mayor producción de IL-6, que participaría en la mayor expresión de MMP-1.

Efectos de los RIR sobre la expresión de la MMP

Poco se sabe al respecto. Los RIR-A de los fibroblastos de la dermis inducen la expresión de la MMP-1 a través de la activación de la ERK1/2. Los RIR tienen una radiación de 760 nm a 1 mm de longitud de onda, que arbitrariamente se divide en 3 regiones según esta longitud: RIR-A (de 760 nm a 1 400 nm), RIR-B (de 1 400 nm a 3 000 nm) y RIR-C (de 3 000 nm a 1 mm). Se ha observado que los RIR-A pueden penetrar en la epidermis y en la dermis y alcanzar el tejido subcutáneo sin que la temperatura cutánea se eleve sustancialmente. En cambio, los RIR-B y los RIR-C son absorbidos por la epidermis, con aumento sustancial de la temperatura cutánea. El shock térmico es un estímulo extracelular importante; es posible que el calor asociado con los RIR participe en la expresión de las MMP y en el fotoenvejecimiento cutáneo.

Efectos de los RIR sobre la expresión de MMP y en la formación de arrugas en ratones sin pelo

La piel de ratones crónicamente expuestos a RIR muestra elastosis significativa, un cambio parecido al que se observa en el contexto del daño cutáneo asociado con la luz UV. El daño más grave se caracteriza por hiperplasia sustancial de las fibras elásticas que se extienden profundamente hacia la dermis; además, se degenera el colágeno dérmico. En un estudio reciente, los autores mostraron que la exposición durante 15 semanas a los RIR induce arrugas en la piel de ratones sin pelo; además, incrementan el daño asociado con la luz UV. Asimismo, la exposición prolongada a RIR se asocia con mayor expresión de la MMP-3 y de la MMP-13 y tiende a incrementar la de MMP-9 y MMP-2, inducida por la luz UV; estos fenómenos serían de gran importancia en el daño de la piel asociado con los RIR y con la luz UV. Los RIR o el calor generado por éstos participarían especialmente en el envejecimiento intrínseco de la piel y en el asociado con la exposición a la luz solar.

Mecanismo que induce elastosis solar en la piel con fotoenvejecimiento

Todavía no se conocen con precisión los mecanismos involucrados en la pérdida de la integridad de las microfibrillas y en la elastosis en la dermis superior. Las fibras elásticas son las estructuras insolubles del tejido conectivo. Los fibroblastos de la dermis producen esencialmente la fibrilina y la elastina; sin embargo, los queratinocitos también pueden expresar estas proteínas.

La elastosis solar se caracteriza histológicamente por la acumulación de material distrófico en la dermis reticular, tal vez en asociación con la mayor producción de elastina por parte de la piel dañada por el sol. La radiación UV-B estimula la expresión del gen de tropoelastina; también hay mayor expresión y depósito de fibrilina.

La MMP-12, una metaloelastasa producida por los macrófagos de los seres humanos, es un miembro de la familia de las MMP de la matriz y la de mayor actividad contra la elastina. La radiación UV aumenta la expresión de MMP-12 en macrófagos y fibroblastos; la piel con fotoenvejecimiento tiene alto contenido de MMP-12 en las mismas regiones en las que se observa elastosis solar.

Efectos del calor en la expresión de tropoelastina, fibrilina 1 y MMP-12 en la piel de los seres humanos

Se observó que la exposición crónica a los RIR genera elastosis marcada en la piel de los ratones, un daño que simula el inducido por la luz UV. Los RIR generan calor y es posible que éste modifique la expresión de proteínas de la matriz extracelular en la piel del ser humano. También se ha advertido que la exposición prolongada y repetida al calor (insuficiente para originar quemaduras) origina cambios cutáneos, eritema con pigmentación reticular y telangiectasias; histológicamente se comprueba degeneración basofílica del tejido conectivo y alteración de las fibras elásticas, cambios semejantes a los detectados en la elastosis solar.

La luz UV modula la síntesis de procolágeno, de elastina y de fibrilina-1; también estimula la expresión de MMP que degradan los componentes de la matriz extracelular en el proceso del fotoenvejecimiento. A pesar de que se realizaron numerosos estudios para comprender los mecanismos moleculares responsables de estos cambios, todavía se conoce muy poco al respecto. En un trabajo anterior, los autores demostraron que el calor aumenta la expresión de tropoelastina en la epidermis y en la dermis de la piel de los seres humanos. Asimismo, el calor induce la expresión de fibrilina-1 en la epidermis, mientras que en la dermis hay menor producción de esta proteína. Las especies reactivas de oxígeno también desempeñarían un papel importante en la expresión de tropoelastina asociada con el calor. Los cambios finales asociados con la exposición al sol parecen obedecer al ensamblaje anormal de las fibras elásticas; en conjunto, la información sugiere que el calor regula la síntesis de elastina y de fibrilina y que compromete la formación de fibras elásticas en la piel.

Las MMP-inducidas por calor, inclusive la MMP-12, pueden destruir la red de fibras elásticas y degradar la tropoelastina y la fibrilina. El calor, al igual que la luz UV, es un estímulo ambiental importante en la elastosis solar y en el envejecimiento prematuro de la piel.

Efectos del calor sobre la expresión de citoquinas en la piel humana

El calor estimula la expresión de varias citoquinas, entre ellas, el factor transformador de crecimiento (TGF [tumour growth factor]) beta, que regula la síntesis de proteínas de la matriz extracelular. Este factor induce la producción de colágenos tipo I, III y VII y de fibronectina; también regula la expresión de la MMP-1, MMP-2, MMP-3 y MMP-13. El tratamiento de los fibroblastos en cultivo con calor se asocia con mayor expresión de TGF-beta 1 y de TGF-beta 2 y con menor síntesis de TGF-beta 3. El calor también ocasiona mayor expresión de la IL-12 y de la IL-6 en fibroblastos de dermis en cultivo. Estas citoquinas están involucradas en la regulación de las proteínas de la matriz extracelular, entre ellas, colágeno. En conjunto, la información disponible indica que el calor induce la expresión de diversas citoquinas y que éstas regulan el metabolismo de las proteínas de la matriz extracelular de la piel del ser humano.

El calor induce angiogénesis en la piel de los seres humanos

Según los hallazgos con el anticuerpo monoclonal anti-CD 31, un marcador de las células endoteliales, el calor estimula la angiogénesis de la piel in vitro. Además, el calor se asocia con mayor expresión del factor de crecimiento vascular endotelial y del factor angiogénico. Por el contrario, en la epidermis y en la dermis se reduce la expresión de factores antiangiogénicos. Los hallazgos sugieren que el calor es un estímulo físico importante y que, al igual que la radiación UV, puede inducir angiogénesis.

Conclusión

Los estudios recientes sugieren que el calor podría ser uno de los factores ambientales involucrados en el envejecimiento prematuro de la piel. De hecho, la exposición al calor se asocia con mayor expresión de MMP-1, MMP-3 y MMP-12, enzimas que degradan las proteínas de la matriz extracelular, entre ellas, colágeno y elastina. Además, el calor regula la síntesis de elastina y de fibrilina y contribuye en la aparición de la elastosis solar. Por último, regula la expresión de diversas citoquinas que, a su vez, determinan la expresión de proteínas de la matriz extracelular. Al igual que la exposición a la luz UV, el calor ocasiona angiogénesis. Las observaciones en conjunto son de gran importancia clínica: además de las cremas de protección solar, se deberán crear estrategias para bloquear el daño asociado con el calor si se desea prevenir eficazmente el envejecimiento prematuro de la piel, concluyen los

Especialidad: Bibliografía - Dermatología