bioquímica e fisiologia da pele, cabelo e acessórios
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Bioquímica e
Fisiologia da Pele,
Cabelo e Acessórios
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
EQB736 – BIOTECNOLOGIA EM COSMÉTICOS
Prof Bernardo DiasProf Bernardo Dias
E-101/102/103, http://www.eq.ufrj.br/biose/
Pele
Funções
- Manutenção da sua própria integridade e da integridade do organismo;
- Proteção contra agressões e agentes externos;
- Absorção e secreção de líquidos;
- Controle de temperatura;
- Barreira a prova d’água
- Absorção de luz UV, protegendo o organismo de seus efeitos nocivos;
- Metabolismo de vitamina D;
- Funções estéticas e sensoriais = aparência, toque, maciez, exalação de odores,
coloração e sensibilidade da pele
- Maior órgão do corpo humano = 2500 cm² (ao nascer) até 18000-25000 cm²
- Espessura: 1,5 – 4mm, com 2 a 4kg de peso médio (base seca)
- Glabra lisa, sem pelos, com espessa camada queratínica palma da mãos e
sola dos pés
- Pilificada mais fina, apresentando sulcos e pregas características resto do
organismo
Pele
Camadas: EpidermeCamada mais externa, compactada, sem rede vascular,
impermeável, perfurada por apêndices da derme
Pele
Camadas: Epiderme
Corneócitos
Processo de maturação dos queratinócitos
- Perda de atividade mitótica, que só
ocorre na camada basal
- Síntese de novas organelas a partir do
estrato espinhoso
- Remodelagem da arquitetura,
claramente observada pela alteração no
formato das células e pelo grau de
compactação das camadas;
- Modificações na membrana;
- Síntese de novos lipídios e proteínas
O tempo total de renovação epidérmica está
entre 59 e 75 dias.
Pele
Durante o processo de renovação cellular, a comunicação cellular é mantida por:
- Gap junctions connect neighboring cells and consist of connexons, which are
oligomers of connexins;
- Tight junctions , which are providing an additional barrier for fluid loss or
pathogens, are located in stratum granulosum and consist of transmembrane
proteins, including claudins, occludins and junctional adhesion molecules. These
are linked intracellularly through zonula occludens (ZO) proteins with the actin
cytoskeleton.
- Adherens junctions are composed of transmembrane cadherins such as epithelial
(E-) cadherin. Their cytoplasmic tails interact with p120 and b-catenin, which links
the complex through a-catenin to the actin cytoskeleton.
- Desmosomes are important for cell–cell adhesion and contain transmembrane
cadherins such as desmogleins and desmocollins, which are linked by
intracellular plakins to the intermediate keratin filaments.
Camadas: Epiderme
Pele
- The hemidesmosomal anchoring complex consists of intracellular
hemidesmosomal proteins such as bullous pemphigoid antigen 230 (BP230) and
plectin, and transmembrane hemidesomosomal proteins, collagen XVII and a6b4
integrin. These connect the hemidesmosomes to extracellular matrix proteins of
the basement membrane such as laminin 332, which in addition to collagen IV, is a
major component of the lamina densa. Laminin 332 is a known ligand for collagen
VII, the major constituent of the anchoring fibrils, which connect lamina densa to
the collagen bundles of the upper dermis.
- Focal adhesions are also linking basal keratinocytes to the extracellular matrix and
also as function as a signaling hub to direct signaling proteins at sites of integrin
binding and clustering. Focal adhesions in the epidermis contain the
transmembrane proteins a3b1 integrin and collagen XIII, which bind intracellularly
to adaptor proteins such as talin or kindlin further linking the macromolecular
complex to the actin cytoskeleton.
Camadas: Epiderme
Pele
Estrato espinhoso
Estrato basalConstituído por células tronco, queratinócitos alongados alinhados
perpendicularmente a membrana basal, melanócitos (células dendríticas produtoras
de melanina), células de Langerhans (dendríticas, atuam na defesa imunológica da
pele) e de Merkel (receptores mecânicos na percepção tátil)
Constituído por células poligonais. Nesse estágio inicia-se o processo de
queratinização, no qual filamentos de queratina atravessam o citoplasma, unindo-as
a suas vizinhas. Também inicia-se a formação dos corpos lamelares (estruturas
filtrantes, 100 a 500 nm, composto por fosfolipideos, esfingolipideos e colesterol. Por
exocitose, estes materiais são liberados no espaço intracelular do estrato córneo,
formando o manto hidrolipidico) e os grânulos de querato-hialina
Pele
Estrato granulosoApós a maturação das células espinhosas, há a perda do núcleo e achatamento dos
queratinócitos, com a formação de placas de queratina. As células são unidas pelos
desmossomos de forma mais compacta. Também há presença de corpos lamelares.
Ocorre a síntese de proteínas responsáveis pela estruturação do estrato córneo, como
profilagrina (principal componente dos grânulos de querato-hialina, convertida a filagrina no
estrato córneo, que se ligará a macrofibrilas, ficando retida nos corneócitos, ou será hidrolisada
a NMF, fator natural de hidratação), e involucrina (agente de sustentação do envelope a ser
formado no estrato córneo).
Pele
Estrato córneo
Estrato lúcidoPresente em regiões de pele mais espessa. Origina-se pela fricção e tem função de
proteção mecânica
Composto por corneócitos e corpos lamelares. Possuem dimensões variadas,
dependendo da região e da velocidade dos processos de descamação, com área
superficial entre 500 e 700 μm², diâmetro ~ 30 μm, espessura ~ 0,3 μm. Corneócitos
são preenchidos por uma rede amorfa de fibrilas e altas concentrações de NMF (até
10% em peso seco).
O envelope destes é composta por uma camada proteica (involucrina, que contém
20% dos resíduos em glutamato que permite formar esteres com as
hidroxiceramidas), e por uma fina camada lipídica, que além dos constituintes
lamelares, há também a presença de sebo.
MelanócitosCélulas dendríticas que se originam a partir da crista neuronal,
5-10% da epiderme. Função: coloração da pele e cabelos
através da melanina, que tem como precursor a melanina
MelanogeneseApós a ativação do receptor MC1R, há
liberação de cGMP que ativa a AMP. O
cAMP estimula o RE, que dá inicio a
produção dos melanossomas. Através
do complexo de Golgi são
incorporadas ao melanossoma as
enzimas necessárias ao processo
TRPs (proteínas relacionadas a
tirosinase), que iniciam as
transformações sobre a tirosina. No
fim do processo, o melanossomo é
transferido para o queratinócito.
MSH: hormônio estimulador de
melanocitos
PAR-2: receptores protease ativados
tipo 2
Melanócitos
Melanossomas são especializados: os produtores de eumelanina são elipsoides,
eletronicamente densos e com uma intensa matriz fibrilar; os de feomelanina sõ
menores, de formato irregular e pobremente fibrilados. Os dois tipos podem coexistir
no mesmo melanócito.
Obs.: Feomelaninas são fotolabeis, e os radicais livres formados intensificam os
efeitos deletérios da radiação
Melanócitos
Não há diferenças no numero de melanocitos entre as peles negra e branca, mas
sim em sua forma, tamanho e atividade; o mesmo ocorre no padrão de arranjo dos
melanossomas nos queratinocitos.
Na pele negra, os melanocitos são maiores, mais dendriticos, contem mais
melanossomas, distribuídos isoladamente dentro citosol dos queratinocitos,
predominantemente ao redor do núcleo;
Na pele branca, os melanossomas encontram-se aglomerados em clusters
contendo de 2 a 8, ligados as membranas supranucleares, também localizadas no
citosol ao redor do núcleo.
Na pele de asiáticos, há uma mistura dos dois arranjos de melanossomas, sendo
que quanto mais isolado, mis escuro
Pele
Camadas: DermeSuporta a epiderme, composta por tecidos conectivos
fibrosos de elastina e colágeno, altamente vascularizada
Pele
Derme Reticular
Derme PapilarPossui inúmeras interdigitações (papilas dermais), com uma fina rede de fibras elásticas,
perpendiculares a superfície (oxitalanas), resultando em desmoplaquinas (fibras de elastina,
fibrilina e microfibrila). Tem como função fixar a membrana basal a rede de fibras elásticas da
derme
Tecido conectivo denso e irregular que garante a força e elasticidade da pele. Possui colágeno
(70-80% da derme, produzidos por fibroblastos) e fibras elásticas dispostas paralelamente a
superfície.
Tipos de Colágeno:I apresenta estrutura fibrilar, duas cadeias α-1 e uma α-2. Presente nas fibras mais
espessas, e o colágeno mais importante em termos estruturais para a derme;
III “reticulina”, ao redor de nervos e vasos sanguíneos. Estrutura fibrilar com tres cadeias α-
1, rico em hidroxiprolina e cistina;
IV e VII presentes na membrana basal, possuindo cadeia estendida e interrompida. Função:
manter integridade dessa membrana para garantir sua funcionalidade e adequada nutrição das
células da camada basal da epiderme;
V apresenta estrutura fibrilar, está distribuído em toda a pele;
VI estrutura ramificada e cadeias curtas, concentrada nas regiões próximas a membrana
basal, nervos e folículos. Compõe uma fina rede dispersa nos interstícios das grandes fibras de
colágeno
PeleDerme ReticularFibras elásticas: responsáveis pelas propriedades retráteis da pele (2 a 4% da derme), também produzidas
por fibroblastos
Elastina proteína elástica principal, de aspecto amorfo
Microfibrilas estruturas fibrilas que rodeam a elastina, 11 nm de diâmetro.
Além das fibras elásticas, há fibras de oxitalana, perpendiculares a junção dermoepidérmica; e as fibras
elaunínicas, que estão dispostas horizontalmente
Matriz Extracelular: componente comum em tecidos, também produzidos por fibroblastos, sendo um gel
aquoso constituído de Fibronectina, Ácido hialuronico, Sulfato de condroitina e Sulfato de dermatana.
Função: meio para acomodação de células e fibras; transporte de água e eletrólitos (permeabilidade e
osmolalidade intersticial de fluidos).
Pele
Camadas: HipodermeCamada com tecido conectivo gorduroso (adiposo),
ricamente vascularizado e com nervos. Regulação da
temperatura corporal, provisão de energia, proteção e
suporteAdipócitos também produzem
- Aromatase citocromo P450
conversão de andrógenos a
estrógenos
- Fatores da via do complemento
- Prostaglandinas PGE2
(antilipolise) e PGI2 (diferenciação)
- Citocinas, como TNF-α
- Angiotensina II (angiogenese)
- Osteonectina (osteogênese)
- Adiponectina hormônio reduzido
em obesos e diabéticos tipo II
- Lipoproteína lipase degradação
de triglicerídeos da corrente
sanguínea
- Leptina sinalizador da
saciedade; melhora sensibilidade a
insulina; diminuição de níveis
intracelulares de lipídeos no
musculo esquelético e figado
Pele
Camadas: HipodermeNos homens 15 a 20% massa corpórea
Mulheres 20 a 25%
Tecido adiposo amarelo: subcutâneo, mesentérico (ao redor do intestino) e
retroperitoneal (ao redor dos rins)
Tecido adiposo marrom: rins, adrenais, aorta, mediastino, pescoço. Tem maior numero
de mitocôndrias, estimulado pelo sistema nervoso simpático (acetilcolina e
noradrenalina), mais intenso em crianças
Glândulas
Sudoríparas
Controle da temperatura corporal. O suor é uma solução aquosa hipotônica de sais de
sódio, cloreto, potássio, ureia e lactato
Apócrinas respondem a estímulos
adrenérgicos, localizadas nas regiões axilares,
anogenital, na orelha externa (glândulas
ceruminosas), pálpebras (glândulas de Moll) e
aureolas mamarias; além do suor produzem
triglicerídeos e esteróis, que são convertidos em
odores por bactérias na superficie da pele;
Écrinas respondem a estímulos adrenérgicos e
colinérgicos, são encontradas em todo corpo
(principalmente solas, palmas, axilas e testa, e
exceto mucosas);
Apoécrinas glândulas écrinas que recebem
enervação adrenérgica. Localizam-se nas palmas,
solas e testa.
Ácido Isovalerico,
odor ácido adocicadoα-Androstenol,
odor almiscarado
Sebáceas
Glândulas
Glândulas holocrinas. Sua secreção é formada pela transformação da célula inteira em um
reservatório lipídico, sendo estas continuamente repostas pela atividade mitótica da
camada basal. Da mitose até a sua ruptura, liberando os lipídeos para o canal do folículo
piloso demora de 2 a 3 semanas, sendo que o sebo demora 1 semana para atingir a
superfície da pele.
Estas glândulas respondem a processos cronobiologicos e hormonais. Hormônios
androgênicos aumentam a produção destas glândulas, enquanto os estrogênicos
diminuem (exceto durante a ovulação)
Cabelo
Folículo capilar:
100 mil a 150 mil
Função: órgão sensorial e de proteção
(sobrancelhas e cílios)
Folículos de pelos terminais cabelos
e barbas, glândulas sebáceas medias ou
grandes, variam em comprimento,
diâmetro e forma conforme a região do
corpo
Foliculos de velos pelo finos e
pequenos, glândulas sebáceas pequenas
(se presente), 1-2 cm, pouca ou nenhuma
pigmentação
Foliculos sebáceos pelos muito
pequenos que não chegam a superficie e
glândulas multiglobulares
Cabelo
Fases de Crescimento Foliculos são permanentemente
regenerados, tendo 20 ciclos
completos em sua vida
Fase anágena crescimento,
3-5 anos
Fase catágena transição, o
fio de cabelo encolhe a 1/3 do
seu tamanho, bulbo capilar
desaparece, e para de produzir
pigmento. Também produz novas
células germinativas, 2-3
semanas
Fase telógena eixo do cabelo
cai, 3-6 meses
Cabelo
Estrutura
Medula parte mais interna do eixo capilar, 2-5 fileiras de células lado a lado. Só
fios grossos e ásperos as tem (pelos da barba)
Cortex 90% do peso total do cabelo. Responsável pela força, flexibilidade,
elasticidade e cor do cabelo. Células queatinizadas quase retangulares que se
conectam hermeticamente
Cuticula camada simples de células sobrepostas transparentes (escamas) que
revestem o córtex. São recobertas pela camada F (ácido 18-metil-eicosanoico, que
está ligado a proteínas subjacente a epicuticula da queratina capilar)
UnhasInvaginação da epiderme na derme. Queratina formada é firme e densamente aderente,
fazendo com que a placa de unha formada apresente estrutura elástica. Composta de
matriz, lamina e borda livre. A lamina repousa sobre uma camada ricamente vascularizada,
próxima a matriz. O epitélio de ambas passa por uma queratinização que, assim como nos
cabelos, ocorre sem que haja formação de camada granular