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Queratinización
La queratinización, también llamada cornificación, es el proceso de acumulación de queratina en los queratinocitos. Los queratinocitos comienzan su vida como descendientes de las células madre de la capa basal. Los queratinocitos jóvenes tienen forma cuboidal y casi no contienen proteínas de queratina. A medida que se multiplican, las células madre empujan a los queratinocitos más antiguos hacia la superficie de la piel y hacia las capas superficiales de la epidermis. Cuando los queratinocitos llegan al estrato espinoso, han empezado a acumular una cantidad importante de queratina y se han vuelto más duros, planos y resistentes al agua. Cuando los queratinocitos llegan a la capa granular, se han vuelto mucho más planos y están casi completamente llenos de queratina. En esta fase, las células están tan alejadas de los nutrientes que les proporcionan los vasos sanguíneos de la dermis que sufren el proceso de apoptosis. La apoptosis es una muerte celular programada en la que la célula digiere su núcleo y sus orgánulos, dejando sólo una cáscara dura y llena de queratina. Los queratinocitos muertos que se desplazan a la capa brillante y al estrato córneo son demasiado planos, duros y apretados para formar una barrera de queratina que proteja el tejido subyacente.
Homeostasis de la temperatura
La piel, el órgano más externo del cuerpo, es capaz de regular la temperatura corporal controlando la interacción del cuerpo con su entorno. Si el cuerpo entra en un estado de hipertermia, la piel es capaz de reducir la temperatura corporal mediante la transpiración y la vasodilatación. El sudor producido por las glándulas sudoríparas transporta el agua a la superficie del cuerpo, donde comienza a evaporarse. La evaporación del sudor absorbe el calor y enfría la superficie del cuerpo. La vasodilatación es el proceso por el que los músculos lisos que recubren los vasos sanguíneos de la dermis se relajan y permiten que entre más sangre en la piel. La sangre transporta el calor por todo el cuerpo, alejándolo del núcleo del organismo y depositándolo en la piel, donde puede irradiarse al exterior del cuerpo y al ambiente externo.
Cuando el cuerpo entra en un estado de hipotermia, la piel es capaz de aumentar la temperatura corporal mediante la contracción de los músculos pili del aparato y la vasoconstricción. Los folículos pilosos tienen pequeños haces de músculos lisos adheridos a sus bases, llamados músculos pili arrector. Los músculos pili arrector forman bucles que se contraen para mover el folículo piloso y levantar el tallo del pelo de la superficie de la piel. Este movimiento atrapa más aire bajo el pelo para aislar la superficie del cuerpo. La vasoconstricción es el proceso por el que los músculos lisos de las paredes de los vasos sanguíneos de la dermis se contraen para reducir el flujo sanguíneo a la piel. La vasoconstricción permite que la piel se enfríe mientras la sangre permanece en el núcleo del cuerpo para mantener el calor y la circulación hacia los órganos vitales.
Síntesis de la vitamina D
La vitamina D, una vitamina esencial necesaria para la absorción del calcio de los alimentos, es producida por la luz ultravioleta (UV) que incide en la piel. Las capas basal y espinosa de la epidermis contienen una molécula de esterol llamada 7-dehidrocolesterol. Cuando la luz ultravioleta de la luz solar o de las camas de bronceado llega a la piel, penetra a través de las capas externas de la epidermis y afecta a algunas moléculas de 7-dehidrocolesterol, convirtiéndolas en vitamina D3. La vitamina D3 se convierte en los riñones en calcitriol, la forma activa de la vitamina D.
Protección
La piel protege sus tejidos subyacentes de los agentes patógenos, los daños mecánicos y la radiación UV. Los agentes patógenos, como los virus y las bacterias, no pueden entrar en el cuerpo a través de la piel intacta porque las capas superiores de la epidermis contienen un suministro inagotable de queratinocitos muertos y resistentes. Esta protección explica la necesidad de la limpieza y de los cortes y rozaduras de los vendajes para evitar infecciones. Los pequeños daños mecánicos causados por objetos rugosos o afilados son absorbidos en gran medida por la piel antes de que puedan dañar el tejido subyacente. Las células de la epidermis se reproducen constantemente para reparar rápidamente cualquier daño causado a la piel. Los melanocitos de la epidermis producen el pigmento melanina, que absorbe la luz UV antes de que pueda penetrar en la piel. La luz ultravioleta puede crear células cancerosas si no se impide su entrada en el cuerpo.
Color de la piel
El color de la piel humana está controlado por la interacción de 3 pigmentos: melanina, caroteno y hemoglobina. La melanina es un pigmento marrón o negro producido por los melanocitos para proteger la piel de los rayos UV. La melanina da a la piel su color bronceado o marrón y proporciona el color marrón o negro del cabello. La producción de melanina aumenta cuando la piel se expone a niveles más altos de luz ultravioleta, lo que hace que la piel se broncee. El caroteno es otro pigmento que se encuentra en la piel y que le da un tinte amarillo o anaranjado, que es más notable en las personas con bajos niveles de melanina. La hemoglobina es otro pigmento que se nota más en las personas con poca melanina. La hemoglobina es el pigmento rojo que se encuentra en los glóbulos rojos, pero puede verse a través de las capas de la piel como un color rojo claro o rosa. La hemoglobina es más visible en la coloración de la piel durante los períodos de vasodilatación, cuando los capilares de la dermis se abren para llevar más sangre a la superficie de la piel.
Sensación de la piel
La piel permite al cuerpo percibir su entorno externo captando señales de tacto, presión, vibración, temperatura y dolor. Los discos de Merkel de la epidermis se conectan con las células nerviosas de la dermis para detectar las formas y texturas de los objetos en contacto con la piel. Los corpúsculos táctiles son estructuras situadas en las papilas de la dermis que también detectan el tacto de los objetos en contacto con la piel. Los corpúsculos lamelares, situados en la profundidad de la dermis, detectan la presión y la vibración de la piel. Existen numerosas terminaciones nerviosas libres a lo largo de la dermis que son simplemente neuronas con dendritas repartidas por toda la dermis. Las terminaciones nerviosas libres pueden ser sensibles al dolor, al calor o al frío. La densidad de estos receptores sensoriales en la piel varía en todo el cuerpo, por lo que algunas zonas del cuerpo son más sensibles al tacto, la temperatura o el dolor que otras.
Excreción
Además de segregar sudor para enfriar el cuerpo, las glándulas sudoríparas ecrinas de la piel también excretan productos de desecho del cuerpo. El sudor producido por las glándulas sudoríparas ecrinas suele contener principalmente agua, muchos electrolitos y algunas otras sustancias químicas traza. Los electrolitos más comunes que se encuentran en el sudor son el sodio y el cloruro, pero también se pueden excretar iones de potasio, calcio y magnesio. Cuando estos electrolitos alcanzan niveles elevados en la sangre, su presencia en el sudor también aumenta, lo que ayuda a reducir su presencia en el organismo. Además de los electrolitos, el sudor contiene y ayuda a excretar pequeñas cantidades de productos de desecho metabólicos como el ácido láctico, la urea, el ácido úrico y el amoníaco. Por último, las glándulas sudoríparas ecrinas pueden ayudar a expulsar el alcohol del cuerpo de una persona que ha consumido bebidas alcohólicas. El alcohol provoca una vasodilatación en la dermis, lo que conlleva un aumento de la sudoración porque llega más sangre a las glándulas sudoríparas. El alcohol de la sangre es absorbido por las células de las glándulas sudoríparas, lo que hace que se excrete con los demás componentes del sudor.