La melanina, una heroína que enfrenta a la radiación solar

El sol es una fantástica fuente de energía capaz de desencadenar toda una serie de procesos biológicos y bioquímicos en el ser humano. Es muy recomendable aprovechar sus efectos beneficiosos, aunque imprescindible también evitar o minimizar sus efectos nocivos.

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Se sabe que el sol es imprescindible para la vida y que, además, aporta muchos beneficios a la salud. Estimula la síntesis de vitamina D, que previene el raquitismo y la osteoporosis, favorece la circulación sanguínea y refuerza el sistema inmunitario. Incluso, a nivel psíquico, estimula la síntesis de neurotransmisores cerebrales responsables del estado anímico generando un efecto antidepresivo. A pesar de estos beneficios, la radiación solar en exceso supone un problema para nuestra salud por sus efectos negativos sobre la piel.

Una protección contra el daño solar

El bronceado, en el que se da un oscurecimiento de la piel hacia el color bronce (de ahí el significado de la palabra), es el resultado de un mecanismo de protección solar de autodefensa que utiliza nuestro cuerpo para protegerse del daño solar. A medida que los rayos ultravioletas (UV) del sol (o de una fuente artificial como una cama solar) golpean la piel, el cuerpo intenta protegerse produciendo un pigmento proteico llamado melanina que actúa como un filtro UV natural. Es decir, primero ocurre el daño y luego el bronceado, por lo que, por muy lindo que sea, el color bronce que adquiere la piel indica que la misma ya ha sufrido un daño y ha tenido que defenderse.

¿Y por qué la piel se “defiende”?

Porque los rayos UV tienen la energía suficiente para ingresar a las células e ionizar átomos, excitar electrones y romper moléculas en unidades más pequeñas formando radicales libres (átomos o grupos de átomos muy inestables y reactivos) que generan reacciones de oxidación (estrés oxidativo), dañando a su paso proteínas, lípidos, carbohidratos y a nuestro material genético, el ADN. La radiación UV es capaz entonces de afectar el ADN, pudiendo generar mutaciones. Como vemos, el bronceado saludable no existe, sino que es una consecuencia del daño causado por los rayos UV en un intento de proteger el ADN.

Cuestión de piel

Para entender cómo se da el proceso de bronceado a nivel celular, primero tenemos que hablar de la piel y de algunos de sus componentes. La piel es el mayor órgano del cuerpo humano y actúa como una barrera protectora que aísla al organismo del medio que lo rodea. Se divide en dos capas principales; la epidermis y la dermis. La epidermis es la capa más externa y está compuesta principalmente por un tipo de células conocidas como queratinocitos (80%-90%), y en menor proporción por melanocitos (5-10%) y otros tipos celulares (como células del sistema inmune y del sistema nervioso). La dermis se encuentra por debajo de la epidermis y contiene gran cantidad de fibroblastos (otro tipo de células), que generan colágeno, elastina y otras fibras que aportan una notable fortaleza mecánica y de sostén y le dan a la piel su consistencia y elasticidad característica y es 20-30 veces más gruesa que la capa anterior. Por debajo de la dermis se encuentra la hipodermis, también llamada tejido subcutáneo.

Imagen capas de la piel
A la izquierda se muestra un esquema de la estructura de la piel, y a la derecha se esquematiza la capa superior o epidermis en mayor detalle. En el panel superior se representa un queratinocito, conteniendo melanina sobre su núcleo celular. La melanina actúa como una “sombrilla” sobre el núcleo, evitando que los rayos UV sean absorbidos por el ADN.

Los queratinocitos son los encargados de producir una proteína estructural de la epidermis llamada queratina, que forma una capa que protege al organismo de la deshidratación y la fricción. Cuando se van generando, estas células van pasando progresivamente por las distintas capas o estratos de la epidermis, desde la más profunda (“estrato epidérmico basal”; limita con la dermis) a la más superficial (“estrato córneo”), donde se van aplanando y llenando de queratina, para finalmente perder sus núcleos y desprenderse de la piel en forma de escamas (células muertas). Estas células sin núcleo son las que podemos ver y tocar en la superficie de nuestra piel. Este proceso es normal y permite la renovación celular.

Los melanocitos son las células encargadas de sintetizar melanina, que es el principal pigmento responsable del color normal de la piel y el cabello. Estas células se localizan en el estrato epidérmico basal de la epidermis en el caso de la piel (en el límite con la dermis) y en el folículo piloso del pelo, y en otras localizaciones como el epitelio pigmentado que rodea la retina, la orofaringe (parte de la garganta justo detrás de la boca), el esófago, el tubo digestivo, las meninges (membranas que recubren y protegen el sistema nervioso central), la mucosa de los órganos urinarios y genitales, etc.

Los melanocitos sintetizan melanina en el interior de unos gránulos llamados “Melanosomas”, a partir de la oxidación del aminoácido tirosina, en un proceso denominado “Melanogénesis”. Cada melanocito presenta numerosas prolongaciones que le permite extenderse y ramificarse, conectándose con unos 30-40 queratinocitos que se localizan en diferentes estratos de la epidermis. Cuando los gránulos se llenan de melanina migran por las prolongaciones de los melanocitos y se transportan al interior de los queratinocitos, que funcionan como depósitos de melanina y contienen mayor cantidad de este pigmento que los propios melanocitos. De esta manera, los melanosomas se propagan a través de la piel, llevando el pigmento hacia la capa más superficial, confiriéndole su color característico. Dentro de los queratinocitos, los melanosomas se acumulan y se ubican estratégicamente sobre el núcleo celular (donde está el ADN), funcionando como una especie de “sombrilla” o “escudo protector”, para proteger al ADN de los efectos perjudiciales de la radiación solar.

¿En todas las personas es igual?

El número de melanocitos es prácticamente el mismo en todos los individuos, pero su capacidad de producir melanina varía genéticamente y explica las diferencias en el color de la piel. En pieles oscuras los melanocitos son más activos, por lo que hay un mayor número de melanosomas. Además, los melanosomas son más grandes y se encuentran preferentemente como gránulos; en contraste con las pieles claras, donde grupos de melanosomas se empaquetan en una sola unidad. La coloración de la piel se da además por la proporción que existe entre dos tipos de melanina; la “eumelanina”, pigmento negro-marrón que predomina en las pieles oscuras, y la “feomelanina”, pigmento rojizo-amarillo, que predomina en las pieles claras.

Algunos individuos carecen de melanina, o bien tienen concentraciones mínimas de ella, lo que produce la condición conocida como albinismo. En la enfermedad conocida como vitíligo algunos melanocitos mueren o dejan de funcionar, con lo cual el individuo presenta manchas blancas en diferentes áreas del cuerpo.

La melanina: un “fotoprotector natural”

Cuando la piel se expone al sol (o a una cama solar), los melanocitos lo consideran como una “amenaza” y comienzan a producir melanina más intensamente (esto también puede ocurrir a causa de una inflamación o por la acción de ciertas hormonas o medicamentos). La melanina llega entonces a la superficie de la piel y se oxida, “manchando” a los queratinocitos y bronceando la piel. Con esto se consigue un cierto grado de protección natural frente a una futura exposición. Nuestros melanocitos nos broncean como una manera de protegernos del daño al que nosotros mismos nos estamos exponiendo. A mayor bronceado, mayor cantidad de melanina producida, y mayor trabajo hizo tu cuerpo para intentar protegerte.

Este bronceado es temporal pues con el tiempo se irá perdiendo la melanina presente en los queratinocitos, a medida que la piel se va descamando. Al tiempo la persona recupera su tono de piel habitual.

La melanina es un “fotoprotector natural” muy eficiente, ya que, gracias a su color oscuro, absorbe la radiación UV y disipa esta energía en forma de calor evitando que esta radiación sea absorbida por otras moléculas celulares. Al mismo tiempo, la melanina tiene propiedades antioxidantes ya que es capaz de interactuar con los radicales libres y neutralizarlos para evitar que generen estrés oxidativo. También se sabe que los melanocitos secretan moléculas que estimulan a las células del sistema inmunológico de la piel, con lo cual participan en la protección que ejerce la piel contra agentes patógenos y otro tipo de lesiones.

Si ya tenemos nuestro “filtro natural” que nos protege… ¿Cuál es el problema entonces? Lo que ocurre es que cuando la exposición al sol es muy prolongada o la cantidad de radiación UV recibida es excesiva, la melanina no es capaz de absorberla por completo y parte es absorbida por otras moléculas como el ADN, los lípidos o las proteínas, los cuales se dañan.

Además, cuando la radiación solar ha superado a los mecanismos de defensa y el daño no logra ser reparado, se genera una inflamación en la zona afectada que percibimos por el color rojo que muestra la piel cuando comúnmente decimos que nos hemos quemado (quemadura solar o eritema). Cabe aclarar que puede producirse daño celular incluso en exposiciones que no llegan a producir eritema. Un bello bronceado caribeño puede conducir al daño del ADN y otras moléculas.

¿Qué pasa entonces a largo plazo?

Nuestra piel es un como un lienzo; el tiempo, la alimentación, el estrés, el sol y otros factores van dejando huella. El sol es el responsable del 90% del envejecimiento prematuro de la piel (fotoenvejecimiento).El sol de hoy es el envejecimiento prematuro de mañana.

Foto-de-McElligott.

Una imagen vale más que mil palabras; en la foto se muestra el rostro de McElligott, un camionero de 69 años que durante 28 años expuso constantemente la parte izquierda de su cara a los rayos del sol (UVA) que atravesaban el vidrio de la ventanilla de su camión (te contamos más sobre el tema en este post). Esta imagen fue publicada por The New England Journal of Medicine en el año 2012 y nos recuerda que la piel perdona, pero no olvida. “La piel tiene memoria”, ya que “recuerda” cada uno de los bronceados y quemaduras sufridas, y el efecto de los rayos solares es acumulativo. La exposición en exceso a la radiación UV causa un daño en el ADN celular que se acumula a lo largo de los años.

El 90% de los cánceres de piel se asocian a la exposición prolongada a la radiación UV y, por lo tanto, se pueden prevenir. Según la “Skin Cancer Foundation”, a nivel mundial, uno de cada tres cánceres que se diagnostican es de piel. El riesgo de padecer cáncer de piel se duplica si la persona ha tenido cinco o más quemaduras a cualquier edad mientras que, haber sufrido una quemadura abrasadora durante la infancia o adolescencia aumenta en más del doble las probabilidades que tiene una persona de desarrollar cáncer de piel a lo largo de su vida. Así, el cáncer de piel es una enfermedad asociada al estilo de vida y a la falta de cultura solar”.

Una cuestión importante es que el 99% de los casos de cáncer de piel son curables si se diagnostican y tratan a tiempo. Para esto es clave autoexaminar la piel y concurrir anualmente al dermatólogo (Skin Cancer Foundation)

Cultura solar y fotoprotección

Los individuos difieren en su sensibilidad a la exposición solar y en su capacidad para broncearse, según el tipo de pigmentación de su piel. Sin embargo, todas las personas deben utilizar protector solar. “Cultura solar” es prevenir y para ello hay que entender que el protector solar debe usarse todo el año, ya que los rayos UV dañan la piel aun si está nublado o si estamos en invierno. Además, como los rayos UVA atraviesan los vidrios, también se recomienda usar protector solar en el interior de un vehículo o de una casa bajo ciertas condiciones (por ejemplo si uno va a estar mucho tiempo cerca de una ventana). Pueden leerse las recomendaciones para protegerse del sol en la página del Instituto Nacional del Cáncer. Ningún protector bloquea el 100% de los rayos solares, por lo cual no hay que abusar de la exposición solar, aunque lo estemos utilizando. Sumado a esto el efecto del protector solar es transitorio, con lo cual debería volver a aplicarse cada 2 o 3 horas.

¿Ya te pusiste protector solar hoy?

Bibliografía consultada:

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Imagen longitudes de onda

Los rayos UV y su efecto sobre la piel

En este artículo encontrarás más información sobre la radiación solar, es decir, la energía emitida por el sol, su composición y sus efectos.

Paula Ceballos

Autora: María Paula Ceballos.

Lic. en Biotecnología y Dra. en Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional de Rosario (UNR). Investigadora de CONICET. Con una mente curiosa e inquieta, amo investigar, disfrutando cada desafío que se presenta. Ig @paulita_ceballos

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