Los melanocitos son células derivadas de la cresta neural productoras de melanina [3] ubicadas en la capa inferior (el estrato basal ) de la epidermis de la piel , la capa media del ojo (la úvea ), [4] el oído interno , [5] el epitelio vaginal , [6] las meninges , [7] los huesos , [8] y el corazón que se encuentran en muchos mamíferos y aves . [9] La melanina es un pigmento oscuro principalmente responsable del color de la piel . Una vez sintetizada, la melanina está contenida en orgánulos especiales llamados melanosomas que pueden transportarse a los queratinocitos cercanos para inducir la pigmentación. Por lo tanto, los tonos de piel más oscuros tienen más melanosomas presentes que los tonos de piel más claros. Funcionalmente, la melanina sirve como protección contra la radiación UV . Los melanocitos también tienen un papel en el sistema inmunológico .
A través de un proceso llamado melanogénesis, los melanocitos producen melanina , un pigmento que se encuentra en la piel , los ojos , el cabello , la cavidad nasal y el oído interno . Esta melanogénesis produce una pigmentación duradera, que contrasta con la pigmentación que se origina por la oxidación de la melanina ya existente.
Existen niveles basales y activados de melanogénesis; en general, las personas de piel más clara tienen niveles basales bajos de melanogénesis. La exposición a la radiación UV-B provoca un aumento de la melanogénesis. El propósito de la melanogénesis es proteger la hipodermis , la capa debajo de la piel, del daño causado por la radiación UV. El color de la melanina es negro, lo que le permite absorber la mayoría de la luz UV y evitar que pase a través de la epidermis. [10]
Dado que el espectro de acción de las quemaduras solares y la melanogénesis son prácticamente idénticos, se supone que son inducidos por el mismo mecanismo. [11] La concordancia del espectro de acción con el espectro de absorción del ADN apunta hacia la formación de dímeros de pirimidina de ciclobutano (CPD): daño directo al ADN .
Por lo general, se encuentran entre 1000 y 2000 melanocitos por milímetro cuadrado de piel, o aproximadamente entre el 5% y el 10% de las células de la capa basal de la epidermis. Aunque su tamaño puede variar, los melanocitos suelen tener una longitud de 7 μm.
Tanto la piel de pigmentación clara como la de pigmentación oscura contienen cantidades similares de melanocitos, [12] con diferencias en el color de la piel debido a diferencias en el empaquetamiento de la eumelanina en los melanosomas de los queratinocitos : aquellos en la piel de tono oscuro están "empaquetados en melanosomas elipsoides distribuidos perinuclearmente" mientras que aquellos en la piel de tono claro están "ensamblados en melanosomas circulares pequeños agrupados". [13] También hay diferencias en la cantidad y cantidades relativas de eumelanina y feomelanina . [13] La pigmentación, incluido el bronceado, está bajo control hormonal, incluidos los péptidos MSH y ACTH que se producen a partir del precursor proopiomelanocortina.
El vitíligo es una enfermedad de la piel en la que las personas carecen de melanina en ciertas áreas de la piel.
Las personas con albinismo oculocutáneo suelen tener un nivel muy bajo de producción de melanina. El albinismo a menudo, pero no siempre, está relacionado con el gen TYR que codifica la enzima tirosinasa . La tirosinasa es necesaria para que los melanocitos produzcan melanina a partir del aminoácido tirosina . [14] El albinismo también puede ser causado por varios otros genes, como OCA2 , [15] SLC45A2 , [16] TYRP1 , [17] y HPS1 [18], por nombrar algunos. En total, ya se han reconocido 17 tipos de albinismo oculocutáneo. [19] Cada gen está relacionado con una proteína diferente que tiene un papel en la producción de pigmento.
Las personas con síndrome de Chédiak-Higashi tienen una acumulación de gránulos de melanina debido al funcionamiento anormal de los microtúbulos .
Además de su papel como eliminadores de radicales UV, los melanocitos también forman parte del sistema inmunológico y se consideran células inmunes. [20] Aunque no se entiende del todo el papel de los melanocitos en la respuesta inmune, los melanocitos comparten muchas características con las células dendríticas : morfología ramificada; capacidades fagocíticas ; presentación de antígenos a las células T ; y producción y liberación de citocinas . [20] [21] [22] Aunque los melanocitos tienen forma dendrítica y comparten muchas características con las células dendríticas, derivan de diferentes linajes celulares. Las células dendríticas se derivan de células madre hematopoyéticas en la médula ósea . Los melanocitos, por otro lado, se originan a partir de células de la cresta neural . Como tal, aunque morfológicamente y funcionalmente similares, los melanocitos y las células dendríticas no son lo mismo.
Los melanocitos son capaces de expresar MHC de clase II , [21] un tipo de MHC expresado solo por ciertas células presentadoras de antígeno del sistema inmunológico, cuando son estimuladas por interacciones con antígenos o citocinas. Todas las células en cualquier vertebrado dado expresan MHC, pero la mayoría de las células solo expresan MHC de clase I. La otra clase de MHC, la clase II , se encuentra solo en células presentadoras de antígeno "profesionales", como células dendríticas, macrófagos , células B y melanocitos. Es importante destacar que los melanocitos estimulados por citocinas expresan proteínas de superficie como CD40 e ICAM1 además de MHC de clase II, lo que permite la coestimulación de las células T. [20]
Además de presentar antígenos, una de las funciones de los melanocitos en la respuesta inmunitaria es la producción de citocinas. [23] Los melanocitos expresan muchas citocinas proinflamatorias, incluidas IL-1 , IL-3 , IL-6 , IL-8 , TNF-α y TGF-β . [20] [21] Al igual que otras células inmunitarias, los melanocitos secretan estas citocinas en respuesta a la activación de los receptores de reconocimiento de patrones (PRR), como el receptor tipo Toll 4 (TLR4), que reconocen los MAMP . Los MAMP, también conocidos como PAMP, son patrones moleculares asociados a microbios, elementos moleculares pequeños como proteínas, carbohidratos y lípidos presentes en un patógeno determinado. Además, la producción de citocinas por parte de los melanocitos puede ser desencadenada por citocinas secretadas por otras células inmunitarias cercanas. [20]
Los melanocitos están ubicados idealmente en la epidermis para ser centinelas contra patógenos dañinos. Residen en el estrato basal , [23] la capa más baja de la epidermis , pero usan sus dendritas para interactuar con células en otras capas, [24] y para capturar patógenos que ingresan a la epidermis. [21] Es probable que trabajen en conjunto con los queratinocitos y las células de Langerhans , [20] [21] los cuales también son fagocíticos activos , [23] para contribuir a la respuesta inmune.
La tirosina es el aminoácido no esencial precursor de la melanina. La tirosina se convierte en dihidroxifenilalanina (DOPA) a través de la enzima tirosinasa. Luego, la DOPA se polimeriza en melanina. La transformación oxidativa catalizada por enzimas basadas en iones de cobre del derivado de catecol dopa en dopaquinona que absorbe la luz a indol-5,6-quinona se ve claramente después de la polimerización en melanina; el color del pigmento varía de rojo a marrón oscuro.
Numerosos estímulos pueden alterar la melanogénesis, o la producción de melanina por melanocitos cultivados, aunque el método por el cual funciona no se entiende completamente. El aumento de la producción de melanina se observa en condiciones donde la hormona adrenocorticotrópica (ACTH) está elevada, como la enfermedad de Addison y Cushing . Esto es principalmente una consecuencia de la secreción de alfa-MSH junto con la hormona asociada con las tendencias reproductivas en primates. Alfa-MSH es un producto de escisión de ACTH que tiene una afinidad igual por el receptor MC1 en los melanocitos que ACTH. [25]
Los melanosomas son vesículas que envasan la sustancia química dentro de una membrana plasmática . Los melanosomas están organizados como una tapa que protege el núcleo del queratinocito . Cuando los rayos ultravioleta penetran la piel y dañan el ADN, los fragmentos de dinucleótido de timidina (pTpT) del ADN dañado desencadenarán la melanogénesis [26] y harán que el melanocito produzca melanosomas, que luego son transferidos por las dendritas a la capa superior de los queratinocitos.
El precursor del melanocito es el melanoblasto . En los adultos, las células madre se encuentran en la zona de protuberancia de la vaina radicular externa de los folículos pilosos . Cuando se pierde un cabello y el folículo piloso se regenera, las células madre se activan. Estas células madre se convierten en precursores de queratinocitos y melanoblastos, y estos melanoblastos irrigan tanto el cabello como la piel (desplazándose hacia la capa basal de la epidermis ). También hay evidencia de que las células madre de los melanocitos están presentes en los nervios cutáneos, y las señales nerviosas hacen que estas células se diferencien en melanocitos para la piel. [27]
