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LAS MATEMÁTICAS DE LA PIEL

La piel traducida en números impresiona. Es el órgano más grande del cuerpo humano. Posee una extensión aproximada de 1.85 m2 de superficie. Constituye el 6 % del peso corporal, mucho mayor que órganos como el cerebro o el hígado (tabla I). Alcanza un volumen medio de 4200 ml. Sin embargo su espesor apenas llega a 2.2 mm.

El volumen de sangre que circula por la piel puede llegar a 1800 ml,  lo  que  supone el  30 %  de la sangre total del organismo.

La piel es un órgano ricamente inervado, que alcanza los 4 metros en nervios con más de 5000 órganos sensitivos (tabla II).

LAS  MATEMÁTICAS  DE  LA  PIEL  (II)

La piel no se caracteriza por ser un desierto liso, sino más bien un denso bosque de pelos acompañados con glándulas (tabla III).

El número total de pelos oscila alrededor de los 5 millones; pero la cantidad no es igual en todos los individuos (sexo, raza, edad, etc.) como se puede comprobar en el cabello (tabla IV).

La velocidad de crecimiento del pelo varía con la zona cutánea y el sexo del individuo  (tabla V).

Nuestras glándulas en un día normal sin calor pueden llegar a eliminar 8640  gotas de sudor.

Si observamos la piel al microscopio descubriremos un universo celular de unos 6 millones de células por cm2. La epidermis de tan sólo  0. 1   mm de espesor, alberga varias capas celulares que mudan cada 28 días para desprenderse en forma de escamas de forma imperceptible. A lo largo de toda la vida, una piel normal puede llegar a descamar alrededor de 18 kg de células muertas (escamas imperceptibles), el peso aproximado de un niño de  6  años.

 

LAS  MATEMÁTICAS  DE  LA  PIEL  (III)

La química de la piel es tan compleja como su estructura. La composición cutánea incluye  material inorgánico constituido por agua y electrólitos, y material orgánico formado por proteínas, lípidos y otras sustancias.

La piel contiene entre el 20 – 40 %  del agua total del cuerpo. El mayor porcentaje se halla en la dermis y el menor en la superficie cutánea (tabla VI).

Los componentes hidroelectrolíticos  varían si es piel o se trata de faneras (pelo y uñas) (tabla VII).

El material orgánico cutáneo lo forman las proteínas epidérmicas (queratina, melanina), las proteínas fibrilares dérmicas (colágeno, elastina, etc.), sus componentes previos (filagrina, queratohialina, precolagenasas, tropocolágeno, etc.) y  sus componentes posteriores (material nitrogenado).  Se trata de macromoléculas de elevado peso molecular (tabla VIII) que contienen largas secuencias de aminoácidos, como la filagrina, que presenta todos los aminoácidos que integran el NMF (Natural Moisturizing Factor :  Factor Natural de Hidratación) (tabla IX).

También se encuentran otras estructuras macromoleculares como los proteoglicanos, proteínas unidas a polisacáridos que constituyen diferentes sustancias  (dermatán sulfato,  heparán sulfato,  condroitín -4-sulfato,  syndecán 1,  decorín,  etc.) de alto peso molecular      (tabla VIII).  La  composición orgánica de la piel puede variar a lo largo de la vida  (tabla X).

En el material orgánico existen abundantes tipos de lípidos (ácidos grasos libres y esterificados, fosfolípidos, etc.) procedentes de la secreción sebácea, que también sufren modificaciones a lo largo de la vida (tabla XI).

 

LAS  MATEMÁTICAS  DE  LA  PIEL  (IV)

La concentración de electrólitos en el sudor ecrino (tabla XII), la materia orgánica y nitrogenada del sudor apocrino (tabla XIII) y el contenido en lípidos de la secreción sebácea    (tabla XIV), facilitan el desarrollo de una flora comensal de microorganismos a lo largo de la superficie cutánea que residen habitualmente o bien la invaden de forma transitoria (tabla XV).

La flora cutánea está compuesta por microorganismos que residen habitualmente en la superficie cutánea y otros procedentes del medio ambiente (tabla XV).

La proliferación de microorganismos en la piel (tabla XVI) depende de la distribución de las glándulas secretoras (tablas  XVII  y  XVIII) y del género masculino o femenino (tabla XIX).

LAS  MATEMÁTICAS  DE  LA  PIEL  (V)

La flora cutánea está constituida por una población microbiana que coloniza la superficie cutánea y el espacio intrafolicular (tabla XX). Para desarrollarse precisa de unas condiciones favorables de temperatura, humedad y pH.

La superficie cutánea está recubierta por una fina emulsión que presenta un pH ácido  (entre 5 y 6). Esta acidez  que impide la proliferación microbiana es resultado de los ácidos del sudor y de los ácidos grasos de la secreción sebácea. También participan el CO2  del metabolismo celular, los restos de aminoácidos procedentes de los queratinocitos  y de las uniones desmosómicas desintegradas por la acción enzimática.

La escala de pH es un instrumento para conocer la concentración de iones basándose en el producto iónico del agua (figura 1).

En una disolución el intervalo de acidez entre la concentración de H+  y de OH-   se mide a través del pH, que se define como el menos logaritmo decimal de la concentración de  H+
(figura 2).

En una disolución neutra  a  25 ºC  de temperatura el pH es 7  (figura 2).

La escala de pH es una escala logarítmica, lo que significa que cada valor representa una acidez 10 veces mayor que el valor precedente. Por ejemplo, una disolución a pH igual a 5 es 1000 veces más ácida que otra a pH igual a 8, pero sólo 100 veces más alcalina que otra disolución a pH igual a 3 (Tabla XXI).

El pH es un parámetro importante para la molécula de queratina. Si el valor es de 4,1  las cargas positivas y negativas de la molécula están compensadas (punto isoeléctrico), volviéndose la queratina más estable (tabla XXII).

Los ácidos se definen como dadores de protones (H) y las bases o álcalis como aceptores de protones (A). En un par conjugado ácido- base se obtiene una constante de disociación (K). La transformación logarítmica de la constante de disociación (pK) permite obtener la ecuación de Henderson-Hasselbalch (figura 3).

La ecuación de Henderson-Hasselbalch  permite el cálculo del pH de un par conjugado   ácido-base como piel y jabón, así como explicar el desequilibrio originado por el jabón (alcaliniza la piel) es restablecido por sistemas amortiguadores procedentes de los corneocitos.

Dr. Luís  Carlos  Jiménez  Nieto

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