Los melanocitos son células productoras de melanina derivadas de la cresta neural [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] la vagina epitelio , [6] meninges , [7] huesos , [8] y corazón . [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 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 , que es un pigmento que se encuentra en la piel , los ojos , el cabello , la cavidad nasal y el oído interno . Esta melanogénesis conduce a una pigmentación duradera, a diferencia de la pigmentación que se origina por la oxidación de la melanina ya existente.
Hay niveles de melanogénesis tanto basales como activados; 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 ultravioleta. El color de la melanina es negro, lo que le permite absorber la mayor parte de la luz ultravioleta y bloquear su paso 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 ciclobutano-pirimidina (CPD): daño directo al ADN .
Normalmente, 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 con pigmentación clara como la oscura contienen cantidades similares de melanocitos, [12] con diferencias en el color de la piel debido a diferencias en el empaquetamiento de eumelanina en los melanosomas de los queratinocitos : los de piel de tonos oscuros están "empaquetados en elipsoides distribuidos perinuclearmente". melanosomas, mientras que la piel de tono claro está "ensamblada en pequeños melanosomas circulares agrupados". [13] También existen 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 determinadas zonas de la piel.
Las personas con albinismo oculocutáneo suelen tener un nivel muy bajo de producción de melanina. El albinismo suele estar relacionado, aunque no siempre, 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 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 pigmentos.
Las personas con síndrome de Chédiak-Higashi tienen una acumulación de gránulos de melanina debido a una función anormal de los microtúbulos .
Además de su función como captadores de radicales ultravioleta, los melanocitos también forman parte del sistema inmunológico y se consideran células inmunitarias. [20] Aunque no se comprende completamente el papel completo 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 de la médula ósea . Los melanocitos, por el contrario, se originan a partir de células de la cresta neural . Como tales, aunque morfológica y funcionalmente similares, los melanocitos y las células dendríticas no son lo mismo.
Los melanocitos son capaces de expresar MHC Clase II , [21] un tipo de MHC expresado sólo por ciertas células presentadoras de antígenos del sistema inmunológico, cuando se estimulan mediante interacciones con antígenos o citoquinas. Todas las células de un vertebrado determinado expresan MHC, pero la mayoría de las células sólo expresan MHC de clase I. La otra clase de MHC, la Clase II , se encuentra sólo en células presentadoras de antígenos "profesionales", como las células dendríticas, los macrófagos , las células B y los melanocitos. Es importante destacar que los melanocitos estimulados por citocinas expresan proteínas de superficie como CD40 e ICAM1 además del MHC de clase II, lo que permite la coestimulación de las células T. [20]
Además de presentar antígeno, una de las funciones de los melanocitos en la respuesta inmune 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 reconoce los MAMP . Los MAMP, también conocidos como PAMP, son patrones moleculares asociados a microbios, pequeños elementos moleculares 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 en una posición ideal en la epidermis para ser centinelas contra patógenos dañinos. Los melanocitos residen en el estrato basal , [23] la capa más baja de la epidermis , pero usan sus dendritas para interactuar con células de otras capas, [24] y para capturar patógenos que ingresan a la epidermis. [21] Es probable que los melanocitos trabajen en conjunto con los queratinocitos y las células de Langerhans , [20] [21] los cuales también son fagocíticos activamente , [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) mediante la enzima tirosinasa. Luego la DOPA se polimeriza en melanina. La transformación oxidativa catalizada por enzimas basada en iones de cobre de dopa derivada de catecol a dopaquinona que absorbe la luz a indol-5,6-quinona se ve claramente después de la polimerización a melanina, el color del pigmento varía de rojo a marrón oscuro.
Numerosos estímulos son capaces de alterar la melanogénesis, o la producción de melanina por melanocitos cultivados, aunque no se comprende completamente el método por el cual actúa. Se observa un aumento de la producción de melanina en afecciones en las que 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 los primates. Alfa-MSH es un producto de escisión de ACTH que tiene la misma afinidad por el receptor MC1 de los melanocitos que la ACTH. [25]
Los melanosomas son vesículas que empaquetan la sustancia química dentro de una membrana plasmática . Los melanosomas se organizan como una capa que protege el núcleo del queratinocito . Cuando los rayos ultravioleta penetran la piel y dañan el ADN, los fragmentos de timidina dinucleótido (pTpT) del ADN dañado desencadenarán la melanogénesis [26] y harán que los melanocitos produzcan melanosomas, que luego son transferidos por las dendritas a la capa superior de queratinocitos.
El precursor del melanocito es el melanoblasto . En los adultos, las células madre están contenidas en el área abultada de la vaina radicular externa de los folículos pilosos . Cuando se cae 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 (moviéndose hacia la capa basal de la epidermis ). Además, existe evidencia de que las células madre de melanocitos están presentes en los nervios cutáneos, y las señales nerviosas hacen que estas células se diferencien en melanocitos para la piel. [27]
