Sistema muscular II: el músculo como órgano

Metabolismo y tipos de fibras musculares

Dentro del músculo esquelético pueden distinguirse varios tipos de fibras musculares según sus características celulares, el modo en que responden al esfuerzo y la forma en la que obtienen la energía.

En una primera aproximación, es fácil distinguir por su aspecto macroscópico entre fibras rojas, con alto contenido en mioglobina y gran cantidad de mitocondrias, que deben su color a que están muy irrigadas, y fibras blancas, con bajo contenido en mioglobina.

A partir de sus características bioquímicas, es decir, de la ruta metabólica que predomina en cada una de ellas, se distinguen tres tipos de fibras musculares: fibras tipo I u oxidativas lentas, fibras tipo IIa, llamadas también oxidativo-glucolíticas rápidas, y fibras de tipo IIb, que reciben el nombre más descriptivo de fibras glucolíticas rápidas.

Las fibras oxidativas lentas (OL, tipo I) son las más pequeñas y por lo tanto las que menos fuerza desarrollan. Son de color rojo oscuro porque están irrigadas por gran cantidad de capilares y contienen, además, elevadas concentraciones de mioglobina y muchas mitocondrias. Sus contracciones son prolongadas, durando entre 100 y 200 ms porque los puentes cruzados entre actina y miosina se hidrolizan lentamente. Su nombre se debe a que el mecanismo mediante el cual obtienen la energía es, fundamentalmente, la respiración aerobia, lo que las hace muy resistentes a la fatiga y les permite mantener contracciones durante horas.

Debido a estas características estas fibras se adaptan particularmente bien al mantenimiento de la postura y a la realización de actividades de resistencia, por lo que son especialmente abundantes en los músculos tónicos, que son los que realizan estas funciones.

Las fibras oxidativas gucolíticas rápidas (OGL, tipo IIA) presentan un tamaño intermedio entre los otros dos tipos. Poseen una elevada concentración de mioglobina y un gran número de capilares sanguíneos, lo que les permite obtener energía mediante la respiración aerobia, lo que les proporciona resistencia a la fatiga, pero también pueden hacerlo recurriendo a la glucolisis, gracias a su considerable reserva de glucógeno. Sus puentes cruzados se hidrolizan entre 3 y 5 veces más deprisa que los de las fibras lentas, lo que hace que su contracción sea más corta, hasta unos 100 ms. Este tipo de fibras participan en actividades como caminar o correr en velocidad.

Por último, las fibras glucolíticas rápidas (GR, tipo IIb) son las de mayor tamaño y las que poseen un mayor número de miofibrillas, por lo que son las que más potencia generan. Son de color claro, porque tienen pocos capilares, así como una baja concentración de mioglobina y un número relativamente reducido de mitocondrias. En cambio, tienen grandes cantidades de glucógeno, que les permiten obtener energía mediante la glucolisis. Su contracción es rápida y genera gran potencia, pero se fatigan pronto, por lo que intervienen en movimientos intensos de corta duración, como el levantamiento de pesos. Los programas de entrenamiento de fuerza aumentan el tamaño, la fuerza y el contenido de glucógeno de estas fibras, provocando hipertrofia muscular.

Todos los músculos poseen simultáneamente los distintos tipos de fibras, en proporción variable en función del tipo de esfuerzo que contribuyen a realizar.


Unidades motoras

La fibra muscular es la unidad estructural del músculo, pero no funciona de manera aislada. El axón de cada motoneurona se ramifica y conecta con un número considerable de fibras (unas 150 por término medio), de modo que todas esas fibras se contraen simultáneamente. El grupo de fibras musculares, en general separadas entre sí y distribuidas por todo el músculo, que están inervadas por una misma motoneurona constituye una unidad motora. Los músculos que producen movimientos precisos tienen pocas fibras por unidad motora (10 a 20 en los músculos oculares, 2 ó 3 en la lengua), mientras que los que llevan a cabo movimientos enérgicos a gran escala presentan un gran número de neuronas en cada unidad (2000 a 3000 en el bíceps). Esta característica es importante porque la fuerza de contracción del músculo depende, entre otros factores, del tamaño de las unidades motoras.

Cuando todas las fibras de una unidad motora se contraen repentinamente en respuesta a un único potencial de acción se produce una sacudida muscular o contracción tónica aislada. Utilizando un miograma se pueden analizar algunas de las características de las sacudidas musculares, lo que contribuye a entender el modo en el que funciona el músculo.

Lo primero que llama la atención es la enorme diferencia entre la duración del potencial de acción (1 ó 2 milisegundos) y de la sacudida, que llega a durar entre 20 y 200 ms. También se puede apreciar que existen varias etapas distintas dentro de la sacudida, en las que el músculo reacciona de forma diferente:

• En primer lugar se produce un periodo de latencia, en el que el músculo no genera ninguna respuesta. Esta fase corresponde al tiempo que tarda el impulso en moverse a lo largo de la membrana, hasta que se inicia el ciclo de contracción. 
• El periodo de contracción es la fase en la que el músculo se está acortando. El acortamiento es rápido al principio y posteriormente se ralentiza, hasta alcanzar la tensión máxima.
• Durante el periodo de relajación se produce la vuelta del calcio al retículo.

Después de cada contracción, finalmente, la fibra atraviesa por un periodo refractario, durante el cual no puede volver a contraerse. La duración de este periodo varía de un tipo de músculo a otro, siendo de unos 5 ms en el músculo esquelético, pero alcanzando los 300 ms en el cardiaco.

La contracción muscular no sigue una ley de todo o nada, sino que es gradual: la tensión que puede generar un músculo va incrementándose progresivamente a media que se necesita para realizar un esfuerzo. En este proceso intervienen tres elementos distintos: el estiramiento de los componentes elásticos del músculo, el aumento de la frecuencia de la contracción y el reclutamiento de unidades motoras.

En cuanto al estiramiento de los componentes elásticos, cuando se produce la contracción de las fibras musculares, estas provocan también el acortamiento de los tendones y tejidos conectivos que envuelven a dichas fibras. Estos componentes del músculo se mantienen en tensión durante un periodo más largo que las propias fibras, de modo que aún se encuentran encogidos durante el tiempo que pasa entre dos contracciones sucesivas.

La frecuencia con la que se produce la contracción de las fibras es una variable que influye de manera fundamental en la tensión generada por el músculo.

Durante la contracción muscular no se producen sacudidas musculares aisladas, sino que el músculo recibe varios potenciales de acción sucesivos desde las motoneuronas que lo inervan. La llegada de estos estímulos sucesivos aumenta la intensidad de la contracción, fenómeno que recibe el nombre de sumación de ondas. Si el ritmo de llegada de los potenciales de acción es suficientemente rápido, entre 20 y 30 veces por minuto, se produce una contracción del músculo sostenida, pero oscilante, que recibe el nombre de tetania incompleta. Pero la tensión máxima que puede generar cada fibra se alcanza cuando la frecuencia de estimulación alcanza un ritmo de entre 80 y 100 contracciones por minuto. En este caso el músculo permanece contraido sin llegar a relajarse, estado que recibe el nombre de tetania completa.

La tensión máxima que se produce durante la tetania completa es entre 5 y 10 veces mayor que la de una sacudida muscular aislada, pero la fuerza muscular se produce, sobre todo, gracias a la sincronización de las unidades motoras.

Cada unidad motora está formada por un único tipo de fibras musculares, lo que hace que tengan propiedades coherentes en cuanto a resistencia y potencia del esfuerzo.

Cuando un músculo se contrae, las unidades motoras se van incorporando progresivamente al trabajo muscular, siguiendo un orden específico, siempre el mismo:

• En primer lugar se contraen las fibras de tipo I (oxidativas lentas).
• Si la fuerza generada no es suficiente, empiezan a contraerse también las fibras de tipo IIA (oxidativas glucolíticas rápidas).
• Por último, cuando el esfuerzo a realizar es suficientemente grande, empiezan a contraerse las fibras glucolíticas rápidas (GR).

Tono muscular 

El tono muscular es una leve tensión que presentan todos los músculos incluso cuando se encuentran en reposo debida a que pequeños grupos de unidades motoras se activan e inactivan de modo alternativo.

Las contracciones que generan el tono muscular permiten que los músculos esqueléticos se mantengan firmes, pero no son suficientes para realizar un movimiento. Además de mantener la postura, estas contracciones musculares ayudan al retorno venoso de la sangre. En el caso de la musculatura lisa, el tono muscular ayuda a que el tubo digestivo mantenga una presión constante sobre su contenido y a mantener la presión arterial.

El daño en las motoneuronas que inervan el músculo provoca la pérdida del tono muscular, fenómeno conocido como flaccidez muscular.

Músculo y movimiento

El movimiento de una parte del cuerpo precisa que los músculos se unan a los huesos a través de los tendones.

En general, cada músculo se une a dos huesos y atraviesa, al menos, una articulación. Cuando el músculo se contrae tira de uno de los huesos de la articulación hacia el otro. Uno de los huesos, entonces, se mueve menos que el otro. El punto de unión del músculo al hueso menos móvil se denomina origen, y se encuentra, en general, en posición proximal. Por su parte, la unión del músculo al hueso móvil, en general en posición distal, recibe el nombre de inserción. Las acciones de un músculo son los principales movimientos que se producen cuando el músculo se contrae.

En la generación de movimiento los huesos se comportan como palancas cuyos puntos de apoyo son las articulaciones. El movimiento de la articulación se produce cuando el esfuerzo generado por el músculo (E) es mayor que la carga debida a la suma del peso de la estructura anatómica y del resto de los elementos que se deseen mover (C).

Las palancas permiten intercambiar fuerza por velocidad y amplitud de movimiento. Se obtiene ventaja mecánica cuando un esfuerzo pequeño es capaz de desplazar una gran carga. Para conseguirlo el esfuerzo debe aplicarse a mayor distancia del punto de apoyo que la carga, y debe moverse más rápido que ésta. Un ejemplo de articulación que trabaja de este modo es la mandíbula.

La desventaja mecánica, por su parte, se produce cuando se utiliza un esfuerzo grande para desplazar una carga pequeña. Para lograrla el esfuerzo debe aplicarse más despacio que el movimiento de la carga, y a menor distancia del punto de apoyo que ella. La desventaja mecánica permite mover una pequeña carga a gran velocidad, por ejemplo para realizar un lanzamiento. Un ejemplo de articulación que trabaja con desventaja mecánica es la del hombro con la espalda.

Las articulaciones del cuerpo responden a los tres tipos de palancas que existen. En las de primer género el punto de apoyo se encuentra entre el esfuerzo y la carga. Este tipo de palancas pueden producir tanto ventaja como desventaja mecáncia. Son poco comunes en el cuerpo, siendo un ejemplo típico la articulación del cráneo con la columna vertebral.

En las palancas de segundo género es la carga la que se sitúa entre el punto de apoyo y el esfuerzo. Siempre producen ventaja mecánica y son las que producen más fuerza. Hay expertos que consideran que no existen palancas de este tipo en el organismo, si bien otros autores opinan que la articulación del tarso con el metatarso puede considerarse una palanca de segundo género.

Finalmente, las palancas de tercer género tienen el esfuerzo entre el punto de apoyo y la carga. Siempre trabajan con desventaja mecánica, pero favorecen la amplitud y la velocidad del movimiento. Son el tipo de palancas más comunes en el organismo.

La contracción del músculo puede provocar que este cambie de longitud mientras genera una fuerza constante, en cuyo caso se habla de contracción isotónica, o que no lo haga, diciéndose entonces que la contracción es isométrica.

La contracción isotónica puede ser concéntrica, si la fuerza generada llega a superar la carga. En este caso el músculo se acorta y tira de otra estructura, como un tendón, disminuyendo el ángulo de una articulación.  La contracción también puede ser excéntrica, si la carga es mayor que el esfuerzo producido por el músculo. En este caso el músculo se alarga a pesar de que sus fibras se están contrayendo. El movimiento producido por la carga se produce, pero a una velocidad más baja que si el músculo no estuviera actuando.

Las contracciones excéntricas producen mayor daño muscular que las concéntricas y parece ser que provocan dolor retardado (agujetas).

Si la fuerza generada por el músculo no es suficiente para superar la resistencia del objeto que se quiere mover las fibras musculares se contraen igualmente, pero el músculo no cambia su longitud. En ese caso se produce una contracción isométrica, que no produce movimiento pero que gasta energía. Este tipo de contracciones estabiliza algunas articulaciones mientras que otras realizan movimientos.

La producción de movimiento requiere, en general, la acción coordinada de varios músculos. En la mayor parte de las articulaciones los músculos se disponen por pares opuestos, de modo que uno de los músculos de la pareja se contrae (el agonista o motor primario) mientras que el otro se relaja (antagonista).

Los papeles del agonista y del antagonista se intercambian en función del movimiento que se está realizando, de modo que el músculo que actúa como motor primario en la flexión trabaja como antagonista en la extensión.

A veces el músculo agonista cruza alguna articulación antes del punto en el que ejerce su acción primaria. En esos casos es necesaria la participación de otros músculos además de los dos más importantes. Los músculos sinergistas se contraen y estabilizan esas articulaciones intermedias, mientras que los músculos fijadores se encargan de estabilizar el músculo agonista para evitar que su origen se desplace.


Ejercicio y recuperación

La realización del trabajo muscular que supone el ejercicio físico intenso supone que las fibras musculares cambian su tasa metabólica, lo que a su vez necesita un mayor aporte de oxígeno que le permita producir más energía. Para proporcionar esta mayor cantidad de oxígeno el organismo incrementa el flujo sanguíneo y el ritmo respiratorio. A pesar de ello, durante los dos o tres primeros minutos del ejercicio el consumo que hace el músculo es mayor que el aporte de oxígeno que recibe, por lo que al principio del esfuerzo se produce un cierto déficit de oxígeno. Finalmente, al cabo de un cierto tiempo se alcanza un estado estable, en el que la sangre aporta el oxígeno suficiente para cubrir las necesidades de oxígeno de los músculos.

Cuando acaba el esfuerzo, el ritmo respiratorio y el consumo de oxígeno siguen siendo mayores de lo normal durante un cierto tiempo. La cantidad de oxígeno por encima del consumo basal que se necesita durante este periodo, hasta que el funcionamiento del organismo recupera su régimen de trabajo normal, se denomina oxígeno de recuperación. El oxígeno extra que se obtiene de este modo es utilizado en convertir el lactato generado por la glucolisis en glucógeno, proceso que tiene lugar en el hígado, en recuperar la fosfocreatina y el ATP consumidos durante los primeros instantes del ejercicio y en reponer el oxígeno que ha sido extraido de la mioglobina.

Fatiga muscular

En ocasiones, la realizción de un esfuerzo físico intenso da lugar a un estado de malestar físico que llamamos fatiga. La fatiga muscular es la incapacidad de mantener la fuerza de contracción tras una actividad prolongada. Desde un punto de vista fisiológico la fatiga tiene dos componentes: la fatiga periférica se debe a procesos que ocurren en los músculos, mientras que la fatiga central tiene su origen en el sistema nervioso central.

Los cambios locales que dan lugar a la fatiga periférica incluyen cambios en los valores de pH, pérdidas en la homeostasis del calcio (la fibra nerviosa no logra reciclar la totalidad del calcio que sale y entra del retículo sarcoplásmico), acumulación de productos metabólicos como el lactato, estrés oxidativo (acumulación de radicales libres producidos durante el metabolismo y no eliminados), aumento de temperatura que reduce la eficacia de las proteínas contráctiles o microlesiones musculares por repetición de los esfuerzos.

La fatiga central, por su parte, consiste en una disminución de la capacidad para contraer los músculos de forma adecuada durante el ejercicio físico independientemente de la fatiga muscular. Se trata de una situación fisiológica más difícil de explicar, aunque parece que una de las hipótesis más coherentes es que se debe a una liberación excesiva de un neurotransmisor, la serotonina.

En condiciones normales la serotonina ayuda a la realización del ejercicio físico, ya que aumenta la sensibilidad de las motoneuronas, lo que incrementa la frecuencia de la contracción y con ello la fuerza que puede generar el músculo. Sin embaro, según esta hipótesis, si se produce demasiada serotonina esta puede difundir más allá del espacio sináptico, ejerciendo su acción en los axones de las motoneuronas, donde tendría un efecto inhibitorio en vez de activador.

Una situación fisiológica relacionada con la fatiga es la aparición de las agujetas, o más correctamente el dolor muscular diferido. Se trata del dolor que aparece en zonas corporales sometidas a esfuerzo horas después del ejercicio, y que alcanza su máxima intensidad entre 24 y 72 horas después de la actividad física que lo ha provocado.

A pesar de lo extendido de esta dolencia, todavía no se conocen sus causas con claridad. La explicación tradicional, que suponía que el lactato producido por el músculo durante el esfuerzo causa el dolor al depositarse como cristales entre las fibras musculares (teoría metabólica) parece estar equivocada, si se tiene en cuenta, por una parte, que la mayor parte del lactato es eliminada en tan solo una hora mediante oxidación o transformación en glucógeno y que no se han encontrado cristales en biopsias de tejido muscular con agujetas.

La hipótesis más aceptada en la actualidad es la teoría mecánica, según la cual las agujetas se producen cuando la "solicitación mecánica" que se exige al músculo supera la resistencia de las estructuras musculares. Esto explicaría que la posibilidad de sufrir agujetas sea mayor en el caso de personas poco entrenadas. La exigencia mecánica es mayor cuando el músculo debe realizar contracciones excéntricas, lo que es congruente con la observación de que las agujetas se producen con mayor frecuencia cuando se realizan actividades que suponen este tipo de contracciones. La teoría mecánica está también apoyada por pruebas analíticas, ya que se han encontrado proteínas musculares en sangre y lesiones en el tejido muscular de personas que las sufren.

Además de este factor mecánico podrían intervenir también otros elementos, como la respuesta inflamatoria del cuerpo a las lesiones musculares, o la respuesta neurogénica, teoría que supone que cambia la forma en la que el cerebro interpreta las sensaciones que le llegan desde el músculo, de modo que lo que en condiciones normales sería considerado como un simple contacto en esta situación se interpreta como dolor (hiperalgesia).

Músculo, esfuerzo y ejercicio físico

Los órganos de nuestro cuerpo tienen una cierta capacidad de adaptar su funcionamiento a las condiciones en las que funcionan. En el caso del tejido muscular, la realización continuada de ejercicio físico induce que nuestros músculos se adapten a estas demandas, pero dado que las fibras musculares tienen muy poca capacidad de división el aumento de masa muscular producido por el ejercicio se debe, fundamentalmente, al aumento de tamaño de las fibras musculares (hipertrofia) y no a un aumento de su número (hiperplasia).

El entrenamiento también puede inducir cambios en la respuesta metabólica del músculo. La proporción de fibras GR y OL varía de una persona a otra, lo que contribuye a explicar las diferencias individuales de rendimiento físico. Así, una persona sedentaria de mediana edad suele tener un 45 a 55% de fibras OL, mientras que los deportistas de élite especializados en actividades de resistencia aeróbica pueden llegar a tener un 60 a 65% de este tipo de fibras. Por el contrario, un deportista de élite de deportes de fuerza puede tener hasta un 60-65% de fibras de tipo II.

Parece ser que el entrenamiento no puede cambiar esta proporción, que probablemente tiene base genética. En cambio, si que parece poder modificar el comportamiento metabólico de las fibras de tipo II, de modo que la realización continuada de ejercicios aeróbicos tiende a hacer que algunas fibras GR se transformen en fibras OGR.

Además de este efecto directo sobre el metabolismo celular, el entrenamiento también produce otras adaptaciones fisiológicas que son beneficiosas para el funcionamiento del organismo: aumenta la capilarización, lo que mejora la resistencia, provoca la hipertrofia de las fibras musculares (en particular el entrenamiento de fuerza), incrementa el número de mitocondrias y la actividad enzimática en el músculo y, en general, provoca cambios vasculares y respiratorios que facilitan la llegada de oxígeno al músculo.

El sistema muscular I

El sistema muscular está constituido por tejido muscular, uno de los cuatro tipos de tejidos básicos que forman parte de nuestro organismo.  

Su función más evidente y conocida es la de generar el movimiento del cuerpo, para lo que debe actuar en coordinación con los huesos, las articulaciones y los tendones, pero además también juega otros importantes papeles dentro del funcionamiento del cuerpo:

• Estabiliza la posición corporal mediante la contracción de los músculos posturales.
• Sus contracciones  producen calor (termogénesis), que es distribuido por todo el cuerpo mediante el sistema circulatorio, con lo que contribuye al mantenimiento de la temperatura corporal.
• Participa en el mantenimiento y la movilización de sustancias en el organismo. Entre los ejemplos de este tipo de actividad muscular pueden señalarse la actividad de los esfínteres, músculos circulares que cierran órganos huecos impidiendo que se vacíen, o las contracciones de la musculatura lisa en los sistemas digestivo, circulatorio o urinario/excretor, que contribuyen respectivamente al movimiento del alimento, la sangre o la orina y los gametos.

El muscular es un tejido con propiedades bastante poco comunes en el organismo. En primer lugar es, junto con el nervioso, uno de los tipos de tejidos que presentan excitabilidad eléctrica. Esto significa que es capaz de responder a determinados estímulos produciendo señales eléctricas que reciben el nombre de potenciales de acción. Los miocitos los producen en respuesta a señales eléctricas o químicas.

La llegada de un potencial de acción al tejido muscular desencadena la segunda de sus propiedades características, la contractilidad, es decir, la capacidad de contraerse ejerciendo tensión mecánica sobres sus puntos de inserción. Si esta tensión es suficiente, el músculo se acorta.

El tejido muscular también es extensible, lo que le permite estirarse sin dañarse. Esta característica le permite contraerse con fuerza incluso cuando está elongado.

Por último, el músculo es también elástico, lo que hace posible vuelva a su tamaño y forma normal cuando cesa la contracción o la extensión.

Organización del músculo esquelético

Cada uno de los músculos esqueléticos que forman parte de nuestro cuerpo es un órgano individual, formado por cientos o miles de células alargadas que reciben el nombre de fibras musculares. El músculo como órgano incluye, además del tejido muscular propiamente dicho, varias capas de tejido conectivo que rodean tanto las fibras individuales como paquetes (fascículos) de las mismas, o el músculo completo, junto con los vasos sanguíneos y los nervios que actúan en él.

Si se estudian estos tejidos auxiliares desde el exterior hacia el centro del músculo nos encontramos, en primer lugar, con las fascias, capas de tejido conectivo que rodean y protegen a los músculos y a otros órganos. La fascia superficial es la hipodermis, que incluye una capa de tejido adiposo, mientras que la fascia profunda es un tejido conectivo denso e irregular que rodea las paredes del tronco y de las extremidades y que se encarga de mantener juntos a los músculos que tienen funciones relacionadas entre sí.

Desde la fascia profunda se extienden otras tres capas de tejido conectivo que rodean y fortalecen el músculo: el epimisio envuelve al músculo en su conjunto, el perimisio rodea a los fascículos, paquetes de entre 10 y 100 fibras, y el endomisio envuelve por separado a cada una de las fibras que forman el órgano. Las tres capas se extienden y se fusionan entre sí más allá del extremo del músculo, dando lugar a los tendones, estructuras de tejido conectivo denso regular que conectan a los músculos con otros órganos (inserciones musculares). Algunos tendones están rodeados por membranas denominadas vainas tendinosas.

Fibra muscular esquelética

Las células que forman el músculo esquelético reciben el nombre de fibras musculares debido a su aspecto alargado y a su gran tamaño. En realidad se trata de sincitios, células plurinucleadas que son el resultado de la fusión de un número considerable de células embrionarias mesodérmicas (mioblastos).

En el tejido adulto apenas quedan células con capacidad de dividirse, que reciben el nombre de células satélite, lo que explica la escasa capacidad de regeneración del músculo ya que la fibra no puede reproducirse.

El tamaño de las fibras musculares es mucho mayor que el de las células "normales" del organismo, llegando a alcanzar un grosor de entre 10 y 100 μm y una longitud de hasta 10 cm. Son características su forma cilíndrica y el gran desarrollo de su citoesqueleto, que ocupa prácticamente la totalidad del citoplasma, con sus proteínas alineadas formando miofilamentos, que se asocian en miofibrillas.

La fibra muscular tiene los mismos orgánulos que el resto de las células, pero organizados de un modo muy especializado, por lo que han recibido nombres específicos. Todos esos nombres incluyen el prefijo sarco-, que significa "carne"(porque la carne que habitualmente comemos está formada en su mayor parte por músculos esqueléticos). La membrana plasmática recibe el nombre de sarcolemma (-lemma significa vaina). Justo por debajo de ella se encuentan los núcleos de la fibra, ocupando una posición totalmente periférica.

La membrana presenta un gran número de invaginaciones en forma de tubo (túbulos T) que forman un sistema de conductos con aspecto de anillos paralelos entre sí y abiertos al exterior.

El citoplasma de la fibra muscular recibe el nombre de sarcoplasma.  Contiene una gran cantidad de glucógeno, un polisacárido formado por la unión de un gran número de moléculas de glucosa que se utiliza como reserva energética. También hay una cantidad considerable de mioglobina, una proteína exclusiva del músculo y relacionada estructuralmente con la hemoglobina.

La mioglobina es una proteína ligadora de oxígeno, igual que la hemoglobina. Su función dentro de la célula es, precisamente, unirse a este gas y mantener en el citoplasma de la fibra una cantidad de oxígeno suficiente como para garantizar la actividad celular durante la contracción.

Las mitocondrias son abundantes en el interior de la fibra muscular, característica que guarda relación con la gran cantidad de energía necesaria para la contracción. Se sitúan formando hileras cerca de las proteínas contráctiles de las miofibrillas.

El retículo sarcoplásmico se corresponde con el retículo endoplásmico liso, aunque presenta un enorme desarrollo y una organización muy especial. Presenta unos sacos anchos, denominados cisternas terminales, situados cerca de los túbulos T y conectados entre sí por un sistema de canales más estrecho. En su conjunto, el retículo sarcoplásmico rodea a las miofibrillas.

La mayor parte del citoplasma de la fibra muscular está ocupada por las proteínas contráctiles, que se disponen formando miofibrillas. A su vez, las miofibrillas adoptan una disposición repetitiva a lo largo de toda la fibra muscular, que es la responsable del aspecto estriado que caracteriza a estas células cuando son observadas al microscopio. Cada una de las unidades que se repiten a lo largo de la fibra se denomina sarcómero.

La imagen microscópica de las fibras musculares muestra un patrón alternante de franjas claras (bandas I) y oscuras (bandas A). A mayor aumento se pueden apreciar nuevas líneas en el interior de esas zonas, como una banda oscura en el interior de la banda I (disco Z) y zonas claras (zonas H) en el centro de la banda A, con una línea oscura (línea M) justo en el centro.

El sarcómero es el fragmento de la miofibrilla que está comprendido entre dos discos Z. Estas zonas son estructuras de anclaje, en las que se insertan las proteínas que forman los miofilamentos y que van a permitir la contracción muscular.

El sarcómero está formado, básicamente, por diferentes tipos de proteínas. Las contráctiles son la actina y la miosina, pero también aparecen en él otras proteínas que tienen función estructural, contribuyendo a mantener la integridad de los sarcómeros y a unirlos al resto de la célula, o proteínas reguladoras, como la troponina y la tropomiosina.

La actina es una proteína globular, pero que puede asociarse formando largas cadenas en forma de filamentos. La miosina, por su parte, es una proteína filamentosa en uno de cuyos extremos presenta una cabeza que constituye su "dominio motor". Estas proteínas se asocian entre sí de forma organizada formando los sarcómeros.

Cada sarcómero es la parte de una miofibrilla delimitada por dos discos Z consecutivos. Los elementos estructurales del sarcómero son, por una parte, esos discos Z, y por otra la línea M, que se encuentra entre ellos, en el centro del sarcómero. Los filamentos finos, compuestos por actina, troponina y tropomiosina, se anclan a los discos Z, mientras que los gruesos, formados por haces de moléculas de miosina, lo hacen a la línea M, de modo que se van alternando unos con otros. Ambos tipos de filamentos se solapan entre sí de forma parcial, de modo que la región próxima a los discos Z contiene solo filamentos finos mientras que a los lados de la línea M solo hay filamentos gruesos.

La contracción muscular

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En el mecanismo de contracción muscular intervienen tanto las proteínas contráctiles del sarcómero (actina y miosina) como las reguladoras (troponina y tropomiosina), así como el retículo sarcoplásmico, que regula la cantidad de calcio presente en el citoplasma, y una fuente de energía, la molécula de ATP.

La concentración citoplasmática de calcio es el desencadenante inmediato de la contracción muscular. Cuando el músculo está en reposo la mayor parte del calcio se encuentra almacenado en el interior del retículo sarcoplásmico. El potencial de acción que llega al sarcolemma, en particular a los túbulos T, provoca la salida del calcio hacia el citoplasma y permite que este se una a las moléculas de troponina, cambiando su forma tridimensional, lo que deja al descubierto los puntos en los que la molécula de miosina puede unirse a la de actina.

Para que se produzca la contracción muscular es necesario que se de otra condición: el ATP debe unirse a las cabezas motoras de la miosina, rompiéndose en ADP y fosfato. Esta hidrólisis (rotura con participación de agua) del ATP proporciona la energía necesaria para que las cabezas de la miosina cambien su posición y se unan a la actina. Cuando se produce este movimiento, se forman puentes cruzados entre ambas proteínas y se libera el fosfato, mientras que el ADP sigue unido a la miosina.

Los puentes cruzados cambian de posición, giran, haciendo que los filamentos finos se deslicen respecto a los gruesos y que se libere el ADP. La actina "tira" de los discos Z, produciendo el acortamiento del sarcómero.

Si una nueva molécula de ATP se une ahora a la cabeza de la miosina se rompen los puentes cruzados que esta proteína ha formado con la actina, las cabezas de miosina vuelven a su posición de reposo y la actina, liberada, se sitúa de nuevo en la posición original.

El proceso de contracción se repite continuamente mientras dure el potencial de acción. Cuando este se detiene, el calcio vuelve al interior del retículo, proceso que consume energía proporcionada por el ATP. Esto hace que la troponina recupere su forma original, ocultando los sitios de unión de la actina e impidiendo la contracción.

La unión neuromuscular y el acoplamiento señal-contracción

 El músculo recibe el estímulo que desencadena su contracción a través de neuronas motoras que proceden del encéfalo o de la médula espinal y que terminan en un axón que se ramifica en varios terminales, cada uno de los cuales activa a una fibra diferente.

La unión entre el extremo del axón y la fibra muscular recibe el nombre de unión o placa neuromuscular. Es similar a la sinapsis que se establece entre dos neuronas en el sentido de que el extremo del axón termina en una zona ensanchada, el botón presináptico, que está separado por un espacio de la célula postsináptica, en este caso la fibra muscular. El impulso nervioso, que llega hasta el botón presináptico en forma de corriente eléctrica producida por el intercambio de iones a través de la membrana de la célula nerviosa, no puede saltar la hendidura sináptica, que es el nombre que recibe el espacio entre las células. La comunicación entre ambas células se establece, entonces, mediante la liberación por parte de la célula presináptica de ciertas sustancias químicas, que reciben el nombre genérico de neurotransmisores, que difunden a través del espacio sináptico hasta llegar a la célula postináptica, donde se unen a proteínas receptoras específicas (es decir, cada neurotransmisor se une exclusivamente a un tipo de proteína; si la célula postsináptica carece de esa proteína no puede ser activada por el neurotransmisor). En el caso de las uniones neuromusculares el neurotransmisor es siempre la acetilcolina.

Cuando el potencial de acción enviado por la motoneurona a través de su membrana (1) llega hasta el botón sináptico provoca la liberación de acetilcolina (ACh) desde las vesículas de membrana que se acumulan en su interior (2). La acetilcolina difunde a través de la hendidura sináptica y es captada por los receptores de la fibra muscular (3). El estímulo se mantiene mientras el neurotransmisor siga unido a sus receptores. Para liberar los receptores y dejar de estar estimulada, la enzima acetilcolinesterasa degrada la acetilcolina (4). El resultado de la activación de los receptores en la fibra muscular es que se produce un potencial de acción que viaja a través de su membrana (5), gracias a la excitabilidad que caracteriza a este tipo de células. Cuando este potencial de acción alcanza los túbulos T desencadena la liberación de calcio por parte del retículo sarcoplásmico (6). El calcio liberado se une ahora a la troponina (7), desencadenando el ciclo de contracción.

Metabolismo muscular

A diferencia de otras células del organismo, las fibras musculares son capaces de mantener dos tasas de actividad diferentes: cuando están relajadas consumen solo una pequeña cantidad de energía proporcionada por el ATP, mientras que cuando se contrae su actividad se incrementa en gran medida, con lo que también sube la cantidad de ATP que necesitan consumir.

El ATP presente en la fibra muscular solo es suficiente para mantener la contracción durante unos pocos segundos, por lo que la célula necesita producirlo de algún modo. En los músculos existen tres vías para la producción de este intermediario energético: la respiración aerobia, lenta y dependiente de oxígeno pero capaz de proporcionar gran cantidad de energía, la glucolisis, que solo se produce si no hay suficiente cantidad de oxígeno disponible, y el uso la fosfocreatina, una vía metabólica que es específica del músculo y que no depende de la glucosa.

La creatina es una sustancia, derivada de un aminoácido, que es sintetizada en el hígado y transportada por vía sanguínea hasta el músculo. Cuando la fibra muscular se encuentra en reposo, reacciona con el ATP, que le cede uno de sus grupos fosfato transformándose en ADP mientras que la creatina se transforma en fosfocreatina. Esto permite que la célula acumule una cantidad considerable de energía, ya que la concentración de fosfocreatina es entre 6 y 10 veces mayor que la de ATP. Cuando el músculo empieza a contraerse este proceso se invierte, y la fosfocreatina reacciona con el ADP transfiriéndole el grupo fosfato, de modo que vuelve a producirse ATP y creatina. Ambas reacciones químicas son catalizadas por la misma enzima, la creatinquinasa. La cantidad de fosfocreatina y ATP acumuladas en la fibra muscular son suficientes para proporcionar energía durante unos 15 segundos.

El combustible metabólico por excelencia en el organismo es la glucosa, y la fibra muscular utiliza esta sustancia como fuente fundamental de energía.

La célula muscular obtiene la glucosa bien del plasma sanguíneo, como el resto de las células del organismo, o bien del glucógeno que almacena en su interior, molécula que solo está presente en cantidades significativas en este tejido y en el hígado.

El primer paso del aprovechamiento energético de la glucosa es la glucolisis, una ruta metabólica (conjunto de reacciones químicas encadenadas) que rompe cada molécula de glucosa en dos moléculas de piruvato. Estas reacciones tienen lugar en el citoplasma de la célula, y no necesitan oxígeno para producirse, de ahí el calificativo de anaerobias. El rendimiento neto que obtiene la célula de la glucolisis es la producción de dos moléculas de ATP por cada molécula de glucosa que se utiliza.

El piruvato producido en la glucolisis puede seguir dos caminos diferentes, en función de la disponibilidad de oxígeno de la célula. Si no hay suficiente oxígeno, el piruvato es transformado en ácido láctico. La mayor parte del ácido láctico es expulsado de la célula y se transporta al hígado, donde se recicla para volver a formar glucosa o se elimina mediante oxidación. Esta ruta metabólica proporciona suficiente energía como para mantener la contracción muscular durante unos 30 ó 40 segundos.

En cambio, si la célula dispone de oxígeno suficiente, el piruvato es transferido al interior de la mitocondria, donde la degradación de la glucosa continua mediante la ruta metabólica denominada respiración celular.

El piruvato, en el interior de la mitocondria, se rompe dando lugar a acetato y a dióxido de carbono. Este proceso libera energía, que se almacena mediante la formación de un enlace de alta energía entre el acetao y una molécula llamada coenzima A, formándose acetil coenzima A. Esta molécula se incorpora a una ruta metabólica llamada ciclo de Krebs, en la que se produce energía en forma de ATP y, sobre todo, poder reductor (electrones que pueden ser transferidos a otras moléculas para reducirlas). Esa capacidad de reducir a otras moléculas es una forma de energía, de hecho la misma que utilizan las pilas y las baterías que empleamos en nuestros equipos electrónicos. Como se sabe, una forma de energía puede transformarse en otra, y en el caso de la célula el poder reductor puede transformarse en energía de enlace, que se acumula en el ATP mediante un proceso llamado fosforilación oxidativa, que tiene lugar a través de la membrana interna de la mitocondria.

La fosforilación oxidativa necesita un aporte de oxígeno suficiente, que la fibra muscular obtiene a partir del plasma sanguíneo o de la mioglobina que se acumula en su interior.

Cuando se realiza un esfuerzo físico la célula muscular utiliza los tres sistemas metabólicos (fosfocreatina, glucolisis y respiración aerobia) de manera conjunta y coordinada. Inicialmente emplea el sistema de la fosfocreatina, puesto que es el modo más rápido de producir ATP. Al cabo de poco tiempo, antes de que se agote este suministro, se empiezan a acelerar las reacciones químicas de degradación de glucosa, de modo que la célula sigue tanto la vía aerobia como la anaerobia, pero la capacidad de producir energía de la vía glucolítica anaerobia es reducida, por lo que si el esfuerzo se prolonga más allá de unos 40 segundos, agotadas ya la fosfocreatina y la actividad glucolítica, la única forma de proporcionar energía para la contracción es la respiración aerobia.

Organización y funcionamiento del músculo cardiaco

El músculo cardiaco está formado por capas de células musculares entre las que se sitúa un tejido conectivo que incluye capilares y nervios. Las células del músculo cardiaco tienen varias características comunes con las del músculo esquelético: también son plurinucleadas y presentan estriaciones que corresponden a los sarcómeros. Sin embargo, también presentan características que las hacen diferentes, como su estructura ramificada o la presencia en ellas de discos intercalares, que son las zonas de unión entre células contiguas, engrosadas y con estructuras de unión intercelular especializadas: desmosomas, que mantienen a las células unidas entre sí y uniones en hendidura (gap junctions), que permiten el paso de los potenciales de acción de una célula a otra.

Además de las peculiaridades morfológicas, el músculo cardiaco presenta también características fisiológicas propias. Para empezar, la actividad contráctil del músculo cardiaco es intrínseca, es decir, se debe fundamentalmente a la acción de algunas células autoexcitables que existen en él. Esto hace que el músculo cardiaco esté en una situación de contracción autónoma y repetida permanente, de modo que en reposo se contrae aproximadamente unas 75 veces por minuto.

En cuanto al uso de la energía, el músculo cardiaco utiliza de modo casi exclusivo la respiración aerobia para producir ATP. Esto supone que necesita un aporte continuo y sostenido de oxígeno. Morfológicamente esta característica se manifiesta en que sus mitocondrias son más abundantes y de mayor tamaño que las del músculo esquelético, y desde el punto de vista bioquímico en que el músculo cardiaco es capaz de reutilizar el lactato producido por el músculo esquelético.

También existen ciertas particularidades en el mecanismo de acoplamiento entre la señal y la contracción muscular. En primer lugar, la señal que desencadena la contracción llega a la célula muscular a través de los túbulos T, pero también a través de las "gap junctions" (1), es decir, procedente de las células musculares adyacentes mediante el flujo de iones a través de canales iónicos de su membrana en los discos intercalares. El potencial de acción recibido de este modo se transmite a lo largo de la membrana (2) y provoca la entrada de calcio al citoplasma desde el retículo sarcoplásmico, pero también desde el medio extracelular (3) a través de canales iónicos de la membrana celular. El aumento de la concentración de calcio citoplásmico provoca el ciclo de contracción (4 a 8).

Los canales de calcio que comunican la célula con el medio extracelular siguen abiertos un tiempo relativamente largo, y necesitan ATP para funcionar, intercambiando el calcio por sodio. Esto hace que la contracción del músculo cardiaco sea más lenta y prolongada que la del músculo esquelético.

Organización y funcionamiento del músculo liso

 El músculo liso se caracteriza porque se activa de forma involuntaria y porque posee automatismo, es decir, es autoexcitable. Existen dos tipos diferentes de músculo liso: el tejido liso visceral (o simple) y el tejido liso multiunitario. El primero se encuentra en las paredes de las arterias y de las venas pequeñas, así como en los órganos huecos y se caracteriza porque una única neurona inerva varias células, que además están conectadas entre sí mediante uniones en hendidura que transmiten el impulso de unas a otras. Esto hace que un único impulso nervioso pueda producir la contracción de un gran número de fibras musculares.

El tejido liso multiunitario, por su parte, se encuentra en las paredes de las grandes arterias, en las vías respiratorias, es el tipo de músculo responsable de la erección del pelo y forma parte del iris y de los procesos ciliares del ojo. En este caso cada fibra está inervada por un axón, y las fibras están poco conectadas entre sí, por lo que cada impulso nervioso produce la contracción de una única fibra.

Las células del músculo liso son más pequeñas que las del músculo esquelético, entre 30 y 200 μm de longitud, y tienen forma de huso (más gruesas en el centro y afiladas en los extremos). En la superficie celular presentan invaginaciones de membrana llamadas caveolas, pero no túbulos T. En el interior, el retículo está mucho menos desarrollado que el de las fibras esqueléticas. En cuanto a su citoesqueleto, posee filamentos finos y gruesos, pero no se encuentran asociados formando sarcómeros, además de otros filamentos intermedios. Los filamentos contráctiles se anclan a unos cuerpos densos que se encuentran dispersos por el citoplasma. Al contraerse la fibra muscular gira sobre sí misma como un sacacorchos. Estas fibras pueden estirarse sin perder su capacidad de contracción, lo que constituye un modo de funcionamiento denominado respuesta estrés-relajación.

La contracción en el músculo liso incluye la participación de una proteína llamada calmodulina, que se une al calcio en el citoplasma y ayuda a activar a la miosina. Debido a la organización de la célula, el calcio tarda más tiempo en alcanzar a los miofilamentos, por lo que la contracción del músculo liso es más lenta que la del músculo esquelético. También pasa más tiempo hasta que el calcio abandona el citoplasma, lo que hace que, además, sea una contracción más larga. Estas dos características proporcionan un tono muscular mantenido a la musculatura lisa, lo que es importante en el tubo digestivo o en las arteriolas.

El músculo liso se contrae en respuesta a estímulos procedentes del sistema nervioso autónomo, pero también como resultado de la liberación de ciertas hormonas o a consecuencia de ciertos cambios en el entorno local (pH, concentración de O₂ o de CO₂...)

El sistema tegumentario

El sistema tegumentario está formado por la piel y sus órganos anexos: el pelo, las uñas, los músculos, las glándulas y los nervios relacionados. Entre sus funciones están la protección del cuerpo, colaborar en el mantenimiento de la temperatura y proporcionar información procedente del exterior a través de los receptores sensoriales que posee.

La piel es el órgano corporal más expuesto a daños externos que pueden ser debidos a la luz, la acción de microorganismos, elementos físicos externos como roces o golpes o sustancias químicas, como los agentes contaminantes. Sin embargo, sus características estructurales consiguen minimizar ese daño en la mayor parte de los casos.

La piel expresa emociones, refleja la fisiología normal (por ejemplo por medio del sudor) y puede servir para diagnósticos y enfermedades internas o sistémicas. La especialidad médica que se ocupa del estudio de la piel es la dermatología.

Como órgano, la piel tiene una extensión aproximada de unos 2 m², y su peso es de unos 4  a 4,5 Kg, lo que supone aproximadamente el 16% del total corporal. Su espesor es muy variable, oscilando entre los 0,5 mm en los párpados y los 4 mm en el talón, aunque su valor medio es de 1 ó 2 mm.

Está formada por dos tejidos. El más superficial es la epidermis, un epitelio pluriestratificado, mientras que la capa más profunda, formada por conjuntivo, se denomina dermis. Bajo ella se sitúa la hipodermis o tejido subcutáneo, que ya no se considera parte de la piel.

La hipodermis es de naturaleza conjuntiva, incluyendo tejidos areolar y adiposo, y se ancla a la dermis mediante fibras proteínicas. Actúa como depósito de grasa, contiene un gran número de vasos sanguíneos que irrigan la piel y contiene terminaciones nerviosas sensibles a la presión (corpúsculos de Pacini).

Epidermis

La epidermis es un epitelio plano pluriestratificado, que según las zonas presenta 4 ó 5 capas, y queratinizado. En ella se distinguen cuatro tipos celulares diferentes:

• Los queratinocitos representan aproximadamente el 90% de las células de la epidermis. Su citoesqueleto está formado fundamentalmente por queratina, una proteína fibrosa que proporciona una gran resistencia. También producen una sustancia selladora que repele el agua e impide la entrada de materiales extraños.
• Los melanocitos suponen más o menos el 8% de las células epidérmicas. Su cuerpo celular se encuentra en la capa más profunda del epitelio, el estrato basal, desde donde proyectan prolongaciones en forma de dedo en las que se acumulan gránulos de melanina, un pigmento amarillo-rojizo (feomelanina) o pardo-negruzco (eumelanina) que da color a la piel. Los gránulos de melanina se transfieren desde los melanocitos hasta los queratinocitos, lo que permite que la coloración de la piel sea homogénea. Las pecas o efélides son acumulaciones de melanina sin proliferación de los melanocitos. Están determinadas genéticamente, por un gen que se encuentra en el cromosoma 16, y varían de color con la exposición al sol, mientras que los lunares son tumores benignos producidos por un crecimiento anómalo de los melanocitos, que no varían de intensidad con el sol.
• Las células de Langerhans derivan de la médula ósea y cumplen funciones defensivas.
• Las células de Merkel están situadas en la capa más profunda de la piel. Están en contacto con una estructura sensorial, los discos táctiles de Merkel, que son terminaciones nerviosas aplanadas.

Debido al desgaste permanente que sufre, la epidermis es un tejido que se encuentra en proliferación y renovación permanente. Su crecimiento se produce a partir de su capa más profunda, que es donde se encuentran las células con capacidad proliferativa del tejido. A medida que las nuevas células se alejan de esa capa basal se van diferenciando, de modo que es posible distinguir varias capas de tejido con diferentes características. Como mínimo, la epidermis está formada por cuatro capas celulares distintas, aunque en la piel gruesa pueden observarse cinco estratos. De más profundo a más superficial estos estratos son:

• El estrato basal o germinal está formado por una sola capa de queratinocitos cúbicos, algunos de los cuales son células madre, aunque incluye también melanocitos, células de Merkel y terminaciones nerviosas. 
• El estrato espinoso es un conjunto de 8 a 10 capas de querationocitos ligeramente aplanados.
• El estrato granuloso se caracteriza porque sus células producen queratina y presentan lípidos hidrófobos, que actúan como sustancia selladora, y pierden el núcleo y los orgánulos.
• El estrato lúcido es una capa de 3 a 5 células de espesor, formado por queratinocitos muertos, queratinizados y completamente transparentes que solo aparece en las zonas de piel gruesa: yemas de los dedos, palmas de las manos y plantas de los pies.
• El estrato córneo está formado por unas 25 a 30 capas de queratinocitos aplanados y muertos, totalmente queratinizados.

 La queratina es una proteína fibrosa, con una estructura tridimensional en forma de hélice que se forma en el interior de los queratinocitos en cuyo interior se va acumulando a medida que las células van migrando hacia la superficie del cuerpo, empujadas por el crecimiento de otras bajo ellas. Cuando el proceso de queratinización se completa, la célula sufre apoptosis y muere, lo que ocurre en un plazo de unas cuatro semanas en un epitelio de 1 mm de espesor.

La caspa es el desprendimiento de una cantidad excesiva de células queratinizadas del cuero cabelludo. En la psoriasis, los queratinocitos producen una proteína anormal, que da lugar a la formación de escamas plateadas, especialmente en los codos, las rodillas y el cuero cabelludo, acompañada de un crecimiento y una descamación muy rápida.

El color de la piel es un mecanismo de defensa frente al daño que puede causar la radiación solar. En particular, los rayos ultravioleta son absorbidos de manera específica por el ADN, proceso que puede dar lugar a mutaciones si la célula está dividiéndose. Los pigmentos presentes en la piel reducen este riesgo, al absorber la mayor parte de la radiación antes de que alcance el estrato basal de la epidermis.

La coloración de la piel se produce como resultado de dos procesos diferentes. Por una parte, la pigmentación, que se debe a la presencia en la piel de dos tipos de sustancias coloreadas, la melanina, producida por los melanocitos y transferida a los queratinocitos, y el caroteno, compuesto de color amarillo-anaranjado procedente de algunos alimentos (zanahoria, tomate, yema de huevo...) y que se transforma en vitamina A, necesaria para el mantenimiento de las células epiteliales. A pesar de las grandes diferencias de pigmentación que existen entre personas, el número de melanocitos por unidad de superficie es prácticamente constante, y lo que varía es su actividad. El segundo mecanismo que interviene en la coloración de la piel es la circulación de la dermis, que puede variar de intensidad. El tono rosado de la piel, incluso en personas con muy poca pigmentación, se debe a que la epidermis permite apreciar por transparencia el flujo sanguíneo de la dermis. La vasoconstricción en esta zona hace que la piel se vuelva pálida cuando hace frío, pudiendo llegar a la cianosis, coloración azulada. Por el contrario, la vasodilatación provoca el enrojecimiento de la piel.

La pigmentación normal de la piel puede verse alterada por diversas afecciones o situaciones. El albinismo consiste en la incapacidad hereditaria de producir melanina como resultado de la falta de una enzima. El vitíligo, por su parte, es la pérdida total o parcial de los melanocitos en algunas zonas de la piel, formando parches de pigmentación más clara. Puede estar relacionado con una enfermedad de carácter autoinmune. La ictericia, el color amarillo de la piel y de la córnea, se produce como consecuencia de un aumento en la cantidad de bilirrubina presente en la piel, y suele ser signo de una enfermedad hepática.

Los hemangiomas son tumores, generalmente benignos, de un grupo de vasos sanguíneos. Pueden formarse en los órganos internos, pero también en la dermis, dando lugar a manchas rojizas, relativamente frecuentes en los recién nacidos pero que tienden a desaparecer espontáneamente.

Dermis

La dermis está formada principalmente por tejido conectivo y en ella se incluyen también vasos sanguíneos, nervios, glándulas y folículos pilosos. Pueden diferenciarse dos partes superpuestas: la región papilar, la más superficial, y la reticular.

La región papilar se denomina así porque presenta estructuras en forma de cúpula que se proyectan hacia la epidermis. Algunas de esas papilas contienen capilares, mientras que otras presentan terminaciones sensoriales táctiles (corpúsculos de Meissner) o terminaciones nerviosas libres capaces de detectar diferentes estímulos.

La región reticular está formada por tejido conectivo denso irregular, con fibras de colágeno organizadas formando una red y fibras elásticas. Esta combinación de fibras proporciona extensibilidad y elasticidad a la piel, si bien un estifamiento extremo puede llegar a provocar desgarros en la dermis (estrías).

Anexos cutáneos

Los anexos cutáneos son el pelo, las uñas y las glándulas que vierten hacia el exterior del cuerpo a través de la epidermis, es decir, las sudoríparas, las sebáceas, y sus modificaciones. Todas ellas se forman a partir del tejido epitelial embrionario y contribuyen a realizar las diferentes funciones de la piel: el pelo y las uñas tienen función protectora, las glándulas sudoríparas intervienen en la termorregulación y las sebáceas cumplen,, fundamentalmente, funciones relacionadas con la defensa inmunitaria.

El pelo

El pelo aparece en casi toda la superficie del cuerpo, exceptuando las palmas de las manos, las plantas de los pies, los talones y la superficie palmar de los dedos.

La distribución, el tipo y el crecimiento del pelo está influenciada por factores hormonales, de modo que va cambiando a lo largo de la vida. En el adulto presenta mayor densidad en el cuero cabelludo, cejas, axilas y alrededor de los genitales externos.

El pelo protege el cuero cabelludo de heridas y de la radiación solar, y reduce la pérdida de calor. Las pestañas, las cejas y el pelo de la nariz y de las orejas protegen de la entrada de cuerpos extraños, y actúa también como receptor del tacto suave.

Está formado por columnas de células queratinizadas muertas que se mantienen juntas entre sí mediante proteínas extracelulares. Longitudinalmente se distinguen en él el tallo, que es la parte que sobresale de la epidermis, y la raíz, que se hunde hasta la dermis y, en ocasiones, hasta el tejido hipodérmico. Transversalmente se distinguen tres capas, la médula, que puede faltar en el pelo fino, la corteza, formada por células alargadas y la cutícula, una capa de una sola célula de espesor, formada por células delgadas, aplanadas y muy queratinizadas.

La raíz del pelo está rodeada por el folículo piloso, formado por las vainas radiculares. El bulbo piloso es una estructura en forma de cebolla que contiene la matriz, el grupo de células germinales que son responsables del crecimiento del pelo y de su remplazo cuando cae. Alrededor del pelo hay siempre unas glándulas sebáceas, un músculo que recibe el nombre de horripilador o erector y un plexo  nervioso sensorial que informa del movimiento del pelo.

Las células de la matriz pasan por un periodo de crecimiento largo (entre 2 y 6 años en el cuero cabelludo) seguido de un periodo más corto, de unos tres meses. Aproximadamente el 85% del pelo se encuentra en el periodo de crecimiento.

El crecimiento del pelo y su caída están influidos por factores como la edad, algunas enfermedades, ciertos tratamientos médicos, la herencia, el sexo, el estrés o las dietas de adelgazamiento. En el adulto, la pérdida normal de pelo es de unos 70 a 100 pelos por día.

Los folículos pilosos se desarrollan durante la gestación, dando lugar a un pelo muy fino y no pigmentado llamado lanugo o pelo primario que se desprende antes del nacimiento, excepto en las cejas, las pestañas y el cuero cabelludo.

Después del nacimiento se produce el crecimiento de un pelo corto y fino llamado vello, que está distribuido por todo el cuerpo excepto las palmas de las manos, las plantas de los pies y la mucosa genital, mientras que el pelo del cuero cabelludo, cejas, axilas, vello púbico, nariz y orejas es más largo y grueso, y recibe el nombre de pelo terminal.

La distribución del pelo terminal está regulada por la producción de hormonas androgénicas, de modo que se distinguen tres tipos de pelo terminal: el pelo asexual es independiente del sexo y aparece en el cuero cabelludo, las cejas y las pestañas. El pelo ambosexual se presenta en ambos sexos, pero su aparición depende de la producción de andrógenos, por lo que no se manifiesta hasta la pubertad. Se encuentra en las axilas y el pubis. Finalmente, el pelo sexual se desarrolla solo cuando la cantidad de andrógenos producida es alta, es decir, en los varones a partir de la pubertad, y está distribuido por la barba y el pecho fundamentalmente, aunque también puede extenderse a otras zonas del cuerpo.

El color del pelo depende del tipo y de la cantidad de los dos tipos de melanina. Los tonos negros, castaños y rubios se deben, fundamentalmente, a la presencia de eumelanina, de color negro o marrón, mientras que el color rojo es provocado por la presencia exclusiva de feomelanina. Finalmente, el color gris de las canas se debe a la pérdida de capacidad de producir melanina por parte de las células de la matriz.

La textura lisa o rizada del pelo, por su parte, se debe a la forma del folículo que determina, a su vez, el establecimiento de enlaces químicos entre las moléculas de queratina presentes en el pelo. Los pelos lisos nacen de folículos redondeados, mientras que los rizados se encuentran en folículos estrechos y ovalados. Esto, a su vez, condiciona la formación de enlaces químicos entre las moléculas de queratina.

En la estructura tridimensional de cualquier proteína intervienen tanto enlaces débiles (salinos, fuerzas de Van der Waals, puentes de Hidrógeno) como covalentes (puentes disulfuro). En el caso de la queratina, estos enlaces se producen tanto entre aminoácidos de la misma molécula como entre aminoácidos de moléculas diferentes que se encuentran formando parte de la misma fibra proteica. La disposición de estos enlaces es la que hace que el pelo tenga aspecto liso o rizado: en el pelo liso los enlaces se disponen, en su mayoría, en dirección perpendicular a la de las fibras, mientras que en el pelo rizado se disponen de forma que la fibra queda retorcida sobre sí misma.

La modificación cosmética de la textura del pelo (el alisado o la permanente) consiste en la rotura de los enlaces disulfuro mediante calor o el uso de compuestos químicos capaces de reaccionar con ellos. Después, se coloca el pelo en la posición deseada y se espera a que se formen nuevos enlaces que lo mantengan de ese modo. Los cambios en la humedad ambiental, por su parte, alteran y remodelan los enlaces débiles (salinos o por puentes de hidrógeno), modificando transitoriamente la textura del pelo, hasta que se vuelve a las condiciones iniciales. Este hecho es el fundamento de algunos higrómetros tradicionales.

El pelo humano presenta una considerable variabilidad poblacional, circunstancia que es aprovechada desde el punto de vista forense como un criterio más que puede ayudar en la identificación de personas.

Uñas

 Las uñas son láminas formadas por células muertas y queratinizadas que se originan a partir de invaginaciones de la epidermis hacia la dermis. Se compone de una raíz, situada en el extremo proximal y oculta bajo la cutícula o hiponiquio, un repliegue de estrato córneo, un cuerpo, la lámina visible que tiene aspecto rosado porque transparenta la circulación de la sangre en la dermis y un borde libre, que sobresale del epitelio. El cuerpo está firmemente unido al epitelio subyacente, llamado lecho ungueal.

La uña crece a partir de la matriz, situada en  su parte proximal y cuyo extremo final constituye la lúnula, es decir, la zona blanquecina en forma de media luna que se aprecia en la base de la uña.

 Las funciones de las uñas incluyen la protección del extremo distal de los dedos, la defensa (usándolas para arañar), su empleo para rascar diferentes partes del cuerpo o como pinza para sujetar objetos pequeños. En media, las uñas de las manos crecen aproximadamente un milímetro por semana, un poco más deprisa que las de los pies.

Glándulas sebáceas

Las glándulas sebáceas producen y segregan una sustancia oleosa en cuya composición intervienen triacilglicéridos, colesterol, proteínas y sales minerales, que recibe el nombre de sebo. Están distribuidas por todo el cuerpo excepto las palmas de las manos y las plantas de los pies y, en general, conectan con los folículos pilosos, por lo que vierten su producto a través del orificio de salida del pelo. 

 Existen algunas diferencias entre las glándulas sebáceas de diferentes partes del cuerpo. Así, las de los labios, párpados, glande y labios menores se abren al exterior directamente, no a través de los folículos, mientras que las de la cara, cuello, piel de las mamas y parte superior del tórax son de gran tamaño.

El sebo cumple con diferentes funciones en el organismo: reviste la superficie del pelo, evitando su deshidratación y rotura, reduce la pérdida de agua a través de la piel, mantiene la piel suave y flexible e inhibe el crecimiento de algunos tipos de bacterias. Su producción está muy relacionada con factores hormonales, siendo estimulada a partir de la pubertad por la secreción de hormonas sexuales por parte de testículos, ovarios y glándulas suprarrenales.

La inflamación de las glándulas sebáceas da lugar al acné. Se produce debido a que ciertos tipos de bacterias (como Propionibacterium acnes) pueden crecer en las glándulas sebáceas, alimentándose del sebo. Cuando se produce una hiperproducción de sebo, o si la glándula se obstruye, el crecimiento de esas bacterias es mayor, pudiendo producir un grano o comedón. Si es cerrado y contiene bacterias vivas es un punto blanco o espinilla, mientras que si las bacterias están muertas y el comedón se abre al exterior forma un punto negro. Si la infección progresa entra en acción el sistema inmunitario, y los leucocitos que llegan hasta el grano para eliminar las bacterias producen inflamación y dan lugar a la formación de una pápula o una pústula, que contiene pus, es decir, una mezcla de leucocitos, sebo y restos bacterianos. En estos casos, para contener la infección puede llegar a formarse un quiste, que es un saco de células conectivas que rodean el grano y desplazan las células epidérmicas.

 El acné no guarda relación con el consumo de ciertos tipos de alimentos. Su tratamiento incluye un lavado cuidadoso con agua y jabón suave y, en caso necesario, el uso de antibióticos tópicos o incluso sistémicos o de otros medicamentos antibacterianos.

Glándulas sudoríparas

Producen el sudor, una secreción que es vertida a la superficie a través de poros y de algunos folículos pilosos.

Existen dos tipos de glándulas sudoríparas, que se diferencian entre sí por su localización, estructura, la composición de su secreción y su función.

 Las glándulas ecrinas (o merocrinas) están distribuidas por la piel de todo el cuerpo, aunque son más abundantes en las palmas de las manos y plantas de los pies, frente y axilas. Su conducto se abre directamente al exterior a través de poros y producen unos 600 ml de sudor al cabo del día. Las glándulas apocrinas siguen recibiendo este nombre a pesar de que su mecanismo de secreción sea también merocrino. Se localizan exclusivamente en las axilas, las ingles, las areolas mamarias y las regiones de la cara donde crece la barba. Su conducto se abre al exterior a través de los folículos pilosos.

La composición del sudor producida por ambos tipos de glándulas es diferente. Las glándulas ecrinas secretan una mezcla poco viscosa de agua, iones como sodio y cloro, urea, ácido úrico, amoniaco, aminoácidos, glucosa y ácido láctico. Por su parte, la secreción de las glándulas apocrinas incluye también lípidos y proteínas, lo que da lugar a un sudor más viscoso.

También se encuentran diferencias relacionadas con su funcionamiento: mientras que las glándulas ecrinas se activan poco después del nacimiento y se encargan de la regulación de la temperatura y de la eliminación de residuos, tarea en la que colaboran con el sistema urinario, las apocrinas solo son activas a partir de la pubertad y son estimuladas durante el estrés emocional y la excitación sexual.

Existen también dos tipos de glándulas sudoríparas modificadas en el organismo: las glándulas ceruminosas se encuentran en el oído externo y producen una secreción que, al mezclarse con el sebo, da lugar al cerumen de los oídos. En ocasiones puede producirse una excesiva producción de cerumen que se solidifica y forma un tapón (cerumen impactado), lo que dificulta la audición.

Las glándulas mamarias son también glándulas sudoríparas modificadas. Se encuentran en ambos sexos, aunque en el varón permanecen en un estado rudimentario durante toda la vida. En la mujer, el tejido glandular se encuentra rodeado por tejido adiposo, constituyendo la mama. El tamaño de la mama está determinado por la cantidad de tejido adiposo.

La leche es una suspensión acuosa de los distintos tipos de nutrientes necesarios para el desarrollo infantil, entre los que se incluyen algunas proteínas específicas como la caseína, glúcidos como la lactosa, lípidos y minerales. Su producción está bajo el control hormonal de los estrógenos producidos durante el embarazo y su composición va cambiando a lo largo del desarrollo, desde la que se produce en el momento del nacimiento (calostro) hasta la leche madura.

Funciones de la piel

La piel actúa como una barrera protectora tanto desde el punto de vista mecánico como desde el punto de vista químico. Sobre ella vive un considerable número de microorganismos, muchos de ellos potencialmente patógenos, que resultan difíciles de eliminar pero que encuentran un hábitat poco confortable debido a las sustancias bactericidas producidas por las glándulas sebáceas y al pH ácido generado por el sudor.

Como barrera mecánica, la integridad de la epidermis garantiza, en general, que los microorganismos no puedan atravesarla y cuando esto ocurre suele ser porque se ha producido alguna lesión (herida, quemadura) o como consecuencia de la participación de algún vector (por ejemplo un insecto) que ayuda a los microorganismos a atravesarla. En esos casos, cuando se ha producido una infección las células inmunitarias presentes en la dermis migran hasta el punto en el que ha tenido lugar y tratan de eliminarla.

También son importantes, dentro de esta función de protección, sus papeles como sistema de impermeabilización y de absorción de radiaciones. Como barrera impermeable, la piel impide tanto la pérdida excesiva de agua como su entrada desde el exterior, así como el paso de la mayor parte de las sustancias, con algunas excepciones como los gases (oxígeno, dióxido de carbono), aminoácidos, esteroides y vitaminas liposolubles. En cuanto a su papel protector frente a la radiación, los pigmentos presentes en ella contribuyen a absorber la radiación solar antes de que llegue a los estratos profundos, consiguiendo evitar la radiación ultravioleta B, aunque no toda la ultravioleta A, de menor energía.

La piel participa también en la termorregulación mediante un doble mecanismo: la liberación de sudor en la superficie y la regulación del flujo sanguíneo en la dermis. 

El sudor contribuye a reducir la temperatura de la piel gracias al elevado calor de vaporización del agua, que necesita absorber una considerable cantidad de energía de la piel para pasar al estado gaseoso. La erección del pelo, por su parte, no juega un papel significativo en la termorregulación en humanos, sino que es un vestigio evolutivo. En animales que tienen una cubierta de pelo más densa, en cambio, es un mecanismo importante, ya que crea una cámara de aire en contacto con la piel que actúa como aislante del frío externo.

El segundo mecanismo de termorregulación es la regulación del flujo sanguíneo que recorre la dermis. La vasoconstricción y vasodilatación de los capilares puede permitir una variación considerable del flujo superficial de sangre, hasta el punto que, si la temperatura externa es baja, solo un 4% del volumen sanguíneo total recorre los capilares dérmicos, mientras que si la temperatura es elevada esa proporción puede llegar incluso al 48% del flujo sanguíneo total.

Esto permite que la temperatura del "núcleo corporal" se mantenga en un valor constante de aproximadamente 37ºC. El principio físico por el que opera este mecanismo es sencillo, e idéntico al que permite el funcionamiento de los sistemas de calefacción central: el líquido caliente pierde calor hacia el entorno que está más frío y retorna hacia el foco central de calor, volviendo a elevar su temperatura. 

Esta capacidad de contener sangre hace que la dermis también actúe como un reservorio de este líquido que, en un momento preciso, puede ser dirigido hacia otros órganos.

Otra de las funciones en las que interviene la piel es el intercambio de sustancias con el medio externo, tanto para la excreción de residuos como para la absorción de determinados compuestos.

La eliminación de sustancias tiene lugar mediante dos mecanismos distintos: por una parte, la evaporación, que se produce a través de toda la superficie corporal y que, a pesar del carácter impermeable de la piel supone la pérdida diaria de unos 400 ml de agua. Por otra parte, el sudor, que a diferencia de la evaporación es un proceso controlado. Una persona sedentaria elimina al día unos 200 ml de agua por este medio. Además del papel termorregulador del sudor su evaporación también permite eliminar pequeñas cantidades de sales, dióxido de carbono, amoniaco y urea.

La capacidad de la piel de absorber sustancias se reduce, en la práctica, a un pequeño número de compuestos liposolubles, gases como el oxígeno y el dióxido de carbono y algunos fármacos y sustancias tóxicas. Entre las sustancias que tienen capacidad para atravesar la piel destacan las vitaminas liposolubles (A, D, E y K), algunos tóxicos como la acetona (quitaesmaltes) o el tetracloruro de carbono (productos de limpieza en seco), las sales de metales pesados (plomo, mercurio o arsénico) y ciertas toxinas vegetales (hiedra venenosa, roble venenoso) y algunos medicamentos como los antiinflamatorios esteroideos que ejercen su función en la dermis papilar.

 Existen tres vías diferentes por medio de las cuales puede producirse esta absorción: a través de los folículos pilosos, a través de las glándulas sebáceas o a través del estrato córneo. En este último caso, los compuestos absorbidos deben pasar, bien por el interior de las células, bien circulando entre ellas para lo que deben superar el obstáculo que suponen las uniones intercelulares.

La administración transdérmica de medicamentos, generalmente administrados en preparaciones de base oleosa (como las pomadas), es decir, liposolubles, permite una liberación lenta y constante del medicamento, lo que resulta especialmente útil si se trata de una sustancia que se elimina muy rápidamente del organismo. Suele hacerse en las zonas de piel fina, donde el estrato córneo, principal inconveniente para la penetración del fármaco, es más fino.

El sistema tegumentario participa también de un modo decisivo en el metabolismo de la vitamina D, que a su vez resulta fundamental para la absorción y gestión de dos minerales importantes: el calcio y el fósforo.

La vitamina D puede conseguirse de dos formas diferentes: mediante la absorción intestinal, al consumir alimentos que contienen ergocalciferol (vitamina D₂) o mediante transformación del colesterol en la piel por acción de la radiación ultravioleta, que da lugar a la síntesis de colecalciferol (vitamina D₃). La forma activa de la vitamina, conseguida por cualquiera de los dos métodos, se transforma en el hígado y el riñón en una hormona que regula la absorción de calcio.

La piel tiene también una importante función sensorial, que permite captar sensaciones de tacto, presión, temperatura o dolor, y de expresión de las emociones mediante cambios locales en el flujo sanguíneo de la dermis. que se reflejan en cambios en la temperatura superficial y en el enrojecimiento de algunas partes del cuerpo, en particular del rostro.

Homeostasis del sistema tegumentario

La situación del sistema tegumentario en la superficie del cuerpo hace que se encuentre expuesto a daños frecuentes, como heridas o quemaduras que pueden afectar a su integridad. El mantenimiento de la homeostasis del sistema supone la regeneración de estas lesiones y la recuperación de la estructura de la piel.

Las lesiones más leves de la piel son las que conservan las células germinales de los bordes de la herida, caso en el que la regeneración es bastante sencilla.

En la piel intacta, las células germinales se dividen según un plano paralelo a la lámina basal, de forma que las dos células resultantes son diferentes entre sí: la más profunda sigue conservando la capacidad de división y permanece unida a la lámina basal, mientras que la célula más superficial empieza a diferenciarse como queratinocito. Cuando se produce una herida superficial, las células germinales que se encuentran en su borde se liberan del resto de la capa germinal y empiezan a migrar hacia el centro de la herida al tiempo que se dividen según un plano perpendicular a la lámina basal. De esta forma, empiezan a cubrir el espacio dañado. Cuando estas células conectan entre sí dejan de dividirse en esa dirección (inhibición por contacto), reconstruyen las uniones celulares entre ellas y empiezan a dar lugar de nuevo a queratinocitos, hasta regenerar todo el epitelio dañado.

Si la herida es más profunda no solo afecta a la epidermis, sino también a la dermis e incluso al tejido subcutáneo, lo que suele provocar hemorragia al afectar a los capilares sanguíneos de la dermis. En este caso, el primer paso del proceso de curación es la hemostasis, es decir, la detención de la hemorragia. En esta fase el fibrinógeno, una proteína que circula en la sangre en forma globular, se transforma en fibrina, una proteína fibrilar que forma una red tridimensional en la que quedan atrapadas las plaquetas y los glóbulos rojos hasta formar un coágulo.

El siguiente paso es la inflamación, que se produce debido a que los capilares próximos a la herida se dilatan y dejan salir hacia ella plasma sanguíneo (edema) y leucocitos que tratan de impedir una infección de la zona dañada. También llegan fibroblastos que se ocuparán de regenerar el tejido perdido.

La migración de células hacia la herida continúa, produciéndose un rápido crecimiento de las mismas (fase proliferativa), al tiempo que se depositan fibras de colágeno desorganizadas y se forman nuevos vasos sanguíneos.

Los siguientes procesos incluyen la maduración y la remodelación. La epidermis recupera su grosor normal y se desprende la costra. En esta fase las fibras de colágeno se disponen de forma más ordenada y se reduce el número de fibroblastos presentes en la zona.

Relación entre la piel y los otros sistemas del organismo

El papel fisiológico de la piel está relacionado con el funcionamiento del resto de los sistemas corporales:

• Protege al resto del organismo de agentes nocivos externos y regula la temperatura corporal.
• En relación con el sistema esquelético, activa la vitamina D, necesaria para la absorción del calcio y del fósforo que forman parte de los huesos.
• Contribuye al aporte de iones de calcio, necesarios para la contracción muscular.
• Recibe y conduce hacia el sistema nervioso diferentes tipos de sensaciones.
• En relación con el sistema endocrino, ayuda a convertir la vitamina D en la hormona calcitriol, que participa en la absorción del calcio.
• Ciertos cambios locales en la dermis contribuyen a regular el flujo de sangre.
• Participa activamente en la defensa inmunitaria, como barrera física y química y mediante las células de Langerhans y los leucocitos presentes en la dermis.
• Guarda relación con el aparato respiratorio porque los pelos de la nariz filtran las partículas extrañas que pueden penetrar con el aire, y los receptores del dolor pueden alterar el ritmo respiratorio.
• También afecta al digestivo porque la activación de la vitamina D y su transformación en calcitriol hace posible la absorción de calcio en el intestino.
• El riñón transforma la vitamina D en calcitriol. La piel complementa la función excretora de los riñones mediante la producción del sudor.
• Por último, la piel también guarda relación con el aparato reproductor. Las glándulas mamarias son glándulas sudoríparas modificadas, que son activadas por el estímulo de succión por parte del lactante. Los terminales sensoriales de la piel contribuyen al placer sexual.

Desequilibrios homeostáticos

El cáncer de piel se produce, en la gran mayoría de los casos, por una exposición excesiva al sol, ya que la radiación ultravioleta tiene la capacidad para dar lugar a mutaciones en las células germinales. Existen básicamente dos tipos, el carcinoma, que puede afectar a las células basales o a las escamosas, y el melanoma. El riesgo de este tipo de cáncer se ha visto incrementado en los últimos tiempos como consecuencia de la reducción de la capa de ozono, que al absorber la radiación ultravioleta ejerce un papel protector de gran importancia.

En la detección temprana de los melanomas tiene gran interés el análisis de los lunares, especialmente si presentan las siguientes características que pueden recordarse con la llamada "regla A-B-C-D":

• A: Asimetría. Los melanomas malignos tienden a ser asimétricos.
• B: Borde. Suelen tener bordes de aspecto irregular: mellados, indentados, festoneados o difusos.
• C: Color. A menudo presentan una coloración irregular, con zonas más claras y más oscuras (atigrados).
• D: Diámetro. Es frecuente que tengan un diámetro mayor de 6 mm.

 La presencia de estos signos, así como el aumento de tamaño del lunar, pueden ser indicativos de que se trata de un tumor maligno, y deben ser consultados con el médico.

Hay ciertos factores que pueden contribuir a incrementar la probabilidad del cáncer de piel. Los más importantes son:

• El tipo de piel. Las personas de piel blanca, que no se broncea pero se quema, son más propensas a sufrir este tipo de enfermedad.
• La exposición al sol: el cáncer de piel es más frecuente en zonas con muchas horas de luz al año, especialmente si están situadas a gran altura, lo que reduce el efecto protector de la atmósfera. También es más habitual een personas que pasan mucho tiempo al aire libre.
• La existencia de antecedentes familiares.
• La edad.
• El estado inmunológico: el riesgo de padecer cáncer es mayor en personas inmunodeprimidas.

Otro tipo de cáncer que guarda relación con el sistema tegumentario es el de mama, el más frecuente en las mujeres occidentales, que afecta a diferentes partes de la glándula mamaria. Los factores que incrementan el riesgo de padecer este tipo de cáncer son la edad y el sexo (los hombres también pueden padecerlo, pero con una frecuencia cien veces menor que las mujeres), antecedentes familiares, la presencia de ciertos genes, un inicio precoz de la actividad menstrual o un final tardío de la misma, no tener hijos o tenerlos tardíamente...

En relación con los factores genéticos, se han identificado dos genes (BRCA1 y BRCA2) que normalmente actúan como supresores de tumores. La presencia de un alelo mutado para uno de estos genes hace que la probabilidad de padecer un cáncer de mama llegue a ser del 80%.

A pesar de ser uno de los tipos de tumores más frecuentes su pronóstico es bastante bueno si se detecta de manera precoz, en lo que juegan un papel importante los programas de diagnóstico mediante mamografías y la autoexploración.

Otra alteración que puede sufrir el sistema tegumentario es una quemadura,  que es el daño en el tejido causado por calor excesivo, electricidad, radiación o agentes químicos o corrosivos que provocan la desnaturalización, es decir, la pérdida de la estructura tridimensional, de las proteínas de las células cutáneas.

Las quemaduras se clasifican en tres grados según su gravedad. Las de primer grado afectan solo a la epidermis y producen dolor ligero y eritema (enrojecimiento de la piel debido a la vasodilatación de los capilares), pero sin que lleguen a formarse ampollas. El tratamiento de estas quemaduras requiere su lavado con agua fría para refrescar el tejido y reducir el dolor. Las quemaduras de segundo grado destruyen la epidermis y parte de la dermis. Sus efectos incluyen enrojecimiento, edema (acumulación de líquido en los espacios intersticiales del tejido), dolor y formación de ampollas. Una ampolla es la separación entre la epidermis y la dermis debida a la acumulación de líquido entre ellas. Por último, las quemaduras de tercer grado afectan a la epidermis, la dermis y el tejido subcutáneo. Producen un edema importante y pérdida de sensibilidad en la zona debida al daño sufrido por las terminaciones nerviosas. Su curación puede llegar a requerir injertos de piel.

Si la quemadura es grave puede llegar a producir efectos sistémicos, es decir, que afectan al conjunto del organismo. Entre estos efectos se incluyen:

• El "choque" (shock) provocado por la pérdida de agua, plasma y proteínas.
• La posible infección bacteriana, al ser alterada la integridad del tejido, lo que permite la entrada de microorganismos.
• La reducción de la circulación sanguínea.
• La disminución de la producción de orina.
• La disminución de la respuesta inmune.

La gravedad de una quemadura depende, por una parte, de la edad y del estado general del paciente, y por otra de la superficie afectada por la quemadura, de manera que se considera grave una quemadura de tercer grado que afecte a más del 10% de la superficie corporal, o una de segundo grado que se extienda por más del 25% de la superficie del cuerpo o cualquier quemadura de primer grado en la cara, las manos, los pies o el perineo. Para estimar la superficie que está afectada por una quemadura se suele utilizar la "regla de los nueves", que divide la superficie corporal en partes que representan aproximadamente el nueve por ciento del total, o múltiplos de esta cantidad, lo que hace más sencillo el cálculo.

El envejecimiento

Los efectos del envejecimiento sobre el sistema tegumentario empiezan a ser visibles, en general, a partir de los 40 años aproximadamente y se manifiestan en una pérdida de algunas de las características de la piel, debidas especialmente a alteraciones que tienen lugar en la dermis.

Con el paso del tiempo se van alterando las propiedades de las fibras de colágeno que son el principal componente de la matriz extracelular dérmica: se reduce su número, se vuelven más rígidas y quebradizas y se desorganizan, lo que facilita la formación de arrugas y, en general, la pérdida de elasticidad de la piel.

También se ven afectados los diferentes tipos celulares del sistema: se reduce el número de fibroblastos, lo que explica la pérdida de propiedades de la matriz, pero también el de macrófagos y células de Langerhans, lo que provoca una reducción en la intensidad de la respuesta inmunitaria. Finalmente, la disminución del número de melanocitos activos causa el encanecimiento del cabello y la aparición de manchas en la piel.

La piel vieja se vuelve más fina, y su crecimiento y renovación se hacen más lentos. También se hace más lenta la cicatrización y es más probable que aparezcan úlceras de decúbito, heridas que se producen por la presión continua sobre una cierta zona de la piel, por ejemplo en personas que pasan mucho tiempo acostadas.

Los vasos sanguíneos de la dermis se vuelven más rígidos y menos permeables, como resultado del engrosamiento de su pared, y el tejido adiposo subcutáneo se hace más fino.

Por último, la funcionalidad de las glándulas también se ve afectada. La reducción del tamaño de las glándulas sebáceas hace que la piel se vuelva seca y quebradiza, y que sea más propensa a sufrir infecciones. La reducción de la producción del sudor dificulta la termorregulación.