Colesterol en las membranas plasmáticas de los queratinocitos
La peculiar estructura espacial de las bicapas lipídicas, que forman las membranas plasmáticas de las células cutáneas, está siendo estudiada constantemente.
En 1990, Sankaram et al1 profundizaron con sus estudios en la distribución de tipo mosaico que conforma las membranas celulares e insistieron en la presencia de microdominios (a modo de islotes) marcadamente fluidos, formados casi exclusivamente por una débil agregación de moléculas de colesterol con esfingolípidos de cadenas saturadas. Sus trabajos demuestran que estos islotes se caracterizan por formar una estructura lipídica muy ordenada y que están rodeados por agregados de colesterol con fosfolípidos insaturados. Se confirma que en ellos pueden estar presentes algunas proteínas, especialmente, si poseen dominios transmembrana marcadamente hidrófobos, tal como han comprobado Scheiffele et al2.
Agresiones
Las agregaciones de colesterol y esfingolípidos, según Simons et al3, poseen una gran afinidad por determinadas proteínas marcadoras, lo cual facilita su asociación con moléculas capaces de facilitar la transducción de señales.
Estos conocimientos han permitido relacionar la presencia de estos islotes de colesterol con el metabolismo de las especies reactivas de oxígeno (ROS son sus siglas en inglés).
Es evidente que la agresión UV provoca en el epitelio cutáneo la formación de radicales libres, entre los cuales se incluyen ROS. Estas especies moleculares están implicadas en algunos de los procesos metabólicos más preocupantes como apoptosis, envejecimiento celular o cáncer cutáneo.
Pero no puede ni debe olvidarse que, normalmente, los procesos metabólicos cutáneos, al margen de la irradiación solar, también sintetizan los mismos radicales libres que se consideran nocivos. Esta actividad se centra, sobre todo, en las cadenas respiratorias de las mitocondrias, ya que en ellas se liberan electrones responsables de la formación de «aniones superóxido».
Diversos autores, como Quillet-Mary et al4, han comprobado un incremento de la formación de ROS en las mitocondrias de las células que se hallan sometidas a un proceso degradativo (apoptosis) y han detectado un descenso del potencial transmembrana en las citadas estructuras.
También se ha demostrado que algunos cambios, producidos en la membrana plasmática de las células cutáneas, son responsables de la formación de ROS. Así, la activación de receptores tirosín-cinasa parece liberar especies reactivas de oxígeno que actúan como segundos mensajeros. Una cascada de acontecimientos, que se inicia con la actuación de los receptores de PDGF (platelet derived growth factor) y de EGF (epidermal growth factor), es responsable de que, a su vez, se activen proteínas G y fosfatidil-inositol-3-cinasa, todo lo cual finaliza con la formación de agua oxigenada.
Cambios bioquímicos
Algunos cambios bioquímicos, que se pueden detectar en las membranas plasmáticas de las células cutáneas, influyen en la síntesis de ROS, por parte de las correspondientes células, ya que parecen ser decisivos para que se regulen de forma correcta las señales de transducción.
Gniadecki et al5 han revisado y profundizado el protagonismo que pueden desempeñar los «islotes» lipídicos de colesterol que forman parte de los microdominios identificados en las membranas plasmáticas de los queratinocitos.
Los cultivos de queratinocitos, en presencia de toxinas marcadas mediante fluorescencia, permitieron detectar la existencia del gangliósido GM1, el cual se identifica como un marcador de los microdominios ricos en colesterol (y en esfingolípidos saturados) que forman estos «islotes» en las membranas plasmáticas. Pudieron observar cómo, en estos cultivos, los queratinocitos adyacentes se hallaban conectados entre sí precisamente a través de estos microdominios.
Algunos cultivos de queratinocitos se caracterizaron por mostrar microdominios lipídicos muy abundantes, mientras que en otros cultivos eran escasos.
Además, los autores comprobaron que el valor de ROS era proporcional a la importancia de estas islas de colesterol/esfingolípidos. Incluso pudieron comprobar que los cultivos celulares irradiados con UVA presentaban unos valores de ROS más elevados, pero siempre directamente proporcionales al número y a la superficie de los microdominios que formaban uniones entre las células.
En este estudio también se demostró que el secuestro de moléculas de colesterol (mediante metil-beta-ciclodextrina) modificaba la integridad de los microdominios presentes en las membranas plasmáticas, y simultáneamente, disminuía el valor de ROS en las células.
Este comportamiento se confirmó cuando la reincorporación del colesterol secuestrado permitía recuperar los valores de ROS, tanto de tipo basal como los incrementados por la radiación UV.
Los autores consideran que es muy importante encontrar mecanismos tópicos que alteren de forma adecuada las membranas de los queratinocitos, ya que de esta forma se podría reducir el valor de ROS producido por la radiación UV, lo cual aportaría un nuevo enfoque terapéutico capaz de incrementar la fotoprotección del tejido cutáneo y, probablemente, reducir el fotoenvejecimiento y el riesgo de carcinogénesis.
Estas investigaciones, realizadas en el Departamento de Dermatología de la Universidad de Copenhague, sugieren provocar una disminución del colesterol presente en los microdominios lipídicos de las membranas plasmáticas, con lo cual, también se reducirían las proteínas transmembrana que pueden hallarse asociadas a ellos y que, presumiblemente, son factores capaces de modular a la baja la formación de especies reactivas de oxígeno.
De nuevo, la investigación dermatológica abre nuevas puertas a la cosmética científica.