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21.1: Anatomía y microbiota normal de la piel y los ojos - Biología

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Objetivos de aprendizaje

  • Describir las principales características anatómicas de la piel y los ojos.
  • Comparar y contrastar los microbiomas de varios sitios del cuerpo, como las manos, la espalda, los pies y los ojos.
  • Explicar cómo los microorganismos superan las defensas de la piel y los ojos para causar una infección.
  • Describir los signos y síntomas generales de enfermedades asociadas con infecciones de la piel y los ojos.

enfoque clínico - parte 1

Sam, un estudiante de primer año de la universidad con la mala costumbre de quedarse dormido, se afeitó apresuradamente para llegar a clase a tiempo. En ese momento, no lo pensó dos veces. Pero dos días después, notó que el corte estaba rodeado por un área rojiza de piel que estaba caliente al tacto. Cuando la herida empezó a supurar pus, decidió que sería mejor que pasara por la clínica de la universidad. El médico tomó una muestra de la lesión y luego limpió el área.

Ejercicio ( PageIndex {1} )

¿Qué tipo de microbio podría ser responsable de la infección de Sam?

La piel humana es una parte importante del sistema inmunológico innato. Además de cumplir una amplia gama de otras funciones, la piel actúa como una barrera importante para la invasión microbiana. No solo es una barrera física para la penetración de patógenos potenciales en tejidos más profundos, sino que también proporciona un entorno inhóspito para el crecimiento de muchos patógenos. En esta sección, proporcionaremos una breve descripción general de la anatomía y la microbiota normal de la piel y los ojos, junto con los síntomas generales asociados con las infecciones de la piel y los ojos.

Capas de la piel

La piel humana está formada por varias capas y subcapas. Las dos capas principales son la epidermis y la dermis. Estas capas cubren una tercera capa de tejido llamada hipodermis, que consta de tejido conectivo fibroso y adiposo (Figura ( PageIndex {1} )).

La epidermis es la capa más externa de la piel y es relativamente delgada. La superficie exterior de la epidermis, llamada estrato córneo, se compone principalmente de células cutáneas muertas. Esta capa de células muertas limita el contacto directo entre el mundo exterior y las células vivas. El estrato córneo es rico en queratina, una proteína dura y fibrosa que también se encuentra en el cabello y las uñas. La queratina ayuda a que la superficie exterior de la piel sea relativamente resistente e impermeable. También ayuda a mantener seca la superficie de la piel, lo que reduce el crecimiento microbiano. Sin embargo, algunos microbios todavía pueden vivir en la superficie de la piel, y algunos de ellos pueden desprenderse con células cutáneas muertas en el proceso de descamación, que es el desprendimiento y descamación de la piel que ocurre como un proceso normal pero que puede acelerarse cuando haya infección.

Debajo de la epidermis se encuentra una capa de piel más gruesa llamada dermis. La dermis contiene tejido conectivo y estructuras incrustadas como vasos sanguíneos, nervios y músculos. Las estructuras llamadas folículos pilosos (de los cuales crece el cabello) se encuentran dentro de la dermis, aunque gran parte de su estructura consiste en tejido epidérmico. La dermis también contiene los dos tipos principales de glándulas que se encuentran en la piel humana: glándulas sudoríparas (glándulas tubulares que producen sudor) y glándulas sebáceas (que están asociadas con los folículos pilosos y producen sebo, una sustancia rica en lípidos que contiene proteínas y minerales).

La transpiración (sudor) proporciona algo de humedad a la epidermis, lo que puede aumentar el potencial de crecimiento microbiano. Por esta razón, se encuentran más microbios en las regiones de la piel que producen más sudor, como la piel de las axilas y la ingle. Sin embargo, además del agua, el sudor también contiene sustancias que inhiben el crecimiento microbiano, como sales, lisozimas y péptidos antimicrobianos. El sebo también sirve para proteger la piel y reducir la pérdida de agua. Aunque algunos de los lípidos y ácidos grasos del sebo inhiben el crecimiento microbiano, el sebo contiene compuestos que proporcionan nutrición a ciertos microbios.

Ejercicio ( PageIndex {2} )

¿Cómo ayuda la descamación a prevenir infecciones?

Microbiota normal de la piel

La piel alberga una amplia variedad de microbiota normal, que consiste en organismos comensales que se nutren de las células de la piel y secreciones como el sudor y el sebo. La microbiota normal de la piel tiende a inhibir la colonización transitoria de microbios al producir sustancias antimicrobianas y superar a otros microbios que aterrizan en la superficie de la piel. Esto ayuda a proteger la piel de infecciones patógenas.

Las propiedades de la piel difieren de una región del cuerpo a otra, al igual que la composición de la microbiota de la piel. La disponibilidad de nutrientes y humedad dicta en parte qué microorganismos prosperarán en una región particular de la piel. La piel relativamente húmeda, como la de las narinas (fosas nasales) y las axilas, tiene una microbiota muy diferente a la de la piel seca de los brazos, piernas, manos y parte superior de los pies. Algunas áreas de la piel tienen densidades más altas de glándulas sebáceas. Estas áreas ricas en sebo, que incluyen la espalda, los pliegues a los lados de la nariz y la parte posterior del cuello, albergan comunidades microbianas distintas que son menos diversas que las que se encuentran en otras partes del cuerpo.

Diferentes tipos de bacterias dominan las regiones de la piel secas, húmedas y ricas en sebo. Los microbios más abundantes que se encuentran típicamente en las regiones secas y sebáceas son Betaproteobacteria y Propionibacteria, respectivamente. En las regiones húmedas, Corynebacterium y Estafilococo se encuentran con mayor frecuencia (Figura ( PageIndex {2} )). Los virus y hongos también se encuentran en la piel, con Malassezia siendo el tipo de hongo más común que se encuentra como parte de la microbiota normal. El papel y las poblaciones de virus en la microbiota, conocidos como viromas, aún no se comprenden bien y existen limitaciones en las técnicas utilizadas para identificarlos. Sin embargo, Circoviridae, Papillomaviridae y Polyomaviridae parecen ser los residentes más comunes en el viroma de piel sana.123

Ejercicio ( PageIndex {3} )

¿Cuáles son las cuatro bacterias más comunes que forman parte de la microbiota cutánea normal?

Infecciones de la piel

Si bien la microbiota de la piel puede desempeñar un papel protector, también puede causar daño en ciertos casos. A menudo, un patógeno oportunista que reside en la microbiota cutánea de un individuo puede transmitirse a otro individuo más susceptible a una infección. Por ejemplo, resistente a la meticilina Staphylococcus aureus (MRSA) a menudo puede establecerse en las fosas nasales de los trabajadores de la salud y los pacientes de los hospitales; Aunque es inofensivo para la piel sana e intacta, el MRSA puede causar infecciones si se introduce en otras partes del cuerpo, como podría ocurrir durante una cirugía o mediante una incisión o herida posquirúrgica. Ésta es una de las razones por las que los sitios quirúrgicos limpios son tan importantes.

Las lesiones o daños en la piel pueden permitir que los microbios entren en tejidos más profundos, donde los nutrientes son más abundantes y el ambiente es más propicio para el crecimiento bacteriano. Las infecciones de heridas son comunes después de una punción o laceración que daña la barrera física de la piel. Los microbios pueden infectar estructuras de la dermis, como los folículos pilosos y las glándulas, causando una infección localizada, o pueden llegar al torrente sanguíneo, lo que puede provocar una infección sistémica.

En algunos casos, los microbios infecciosos pueden causar una variedad de erupciones o lesiones que difieren en sus características físicas. Estas erupciones pueden ser el resultado de reacciones inflamatorias o respuestas directas a las toxinas producidas por los microbios. La tabla ( PageIndex {1} ) enumera parte de la terminología médica utilizada para describir las lesiones y erupciones cutáneas en función de sus características; La figura ( PageIndex {3} ) y la figura ( PageIndex {4} ) ilustran algunos de los diversos tipos de lesiones cutáneas. Es importante tener en cuenta que muchas enfermedades diferentes pueden provocar afecciones cutáneas de apariencia muy similar; por lo tanto, los términos utilizados en la tabla generalmente no son exclusivos de un tipo particular de infección o enfermedad.

Tabla ( PageIndex {1} ): Algunos términos médicos asociados con lesiones cutáneas y erupciones

TérminoDefinición
abscesocolección localizada de pus
bulla (pl., bullae)blíster lleno de líquido de no más de 5 mm de diámetro
ántraxabsceso profundo lleno de pus generalmente formado por múltiples furúnculos
cortezalíquidos secos de una lesión en la superficie de la piel
quistesaco encapsulado lleno de líquido, materia semisólida o gas, que generalmente se encuentra justo debajo de las capas superiores de la piel
foliculitisuna erupción localizada debido a la inflamación de los folículos pilosos
furúnculo (hervir)absceso lleno de pus debido a la infección de un folículo piloso
máculasmanchas suaves de decoloración en la piel
pápulaspequeñas protuberancias elevadas en la piel
pseudoquistelesión que se asemeja a un quiste pero con un límite menos definido
purulentoproductor de pus; supurativo
pústulasprotuberancias llenas de líquido o pus en la piel
piodermacualquier infección supurativa (que produce pus) de la piel
supurativoproducir pus; purulento
úlceraromper la piel; Herida abierta
vesículalesión pequeña llena de líquido
ronchapiel hinchada e inflamada que pica o quema, como por la picadura de un insecto

Ejercicio ( PageIndex {4} )

¿Cómo pueden los trabajadores sanitarios asintomáticos transmitir bacterias como MRSA a los pacientes?

Anatomía y microbiota del ojo

Aunque el ojo y la piel tienen una anatomía distinta, ambos están en contacto directo con el entorno externo. Un componente importante del ojo es el sistema de drenaje nasolagrimal, que sirve como conducto para el líquido del ojo, llamado lágrimas. Las lágrimas fluyen desde el ojo externo a la cavidad nasal por el aparato lagrimal, que está compuesto por las estructuras involucradas en la producción de lágrimas (Figura ( PageIndex {5} )). La glándula lagrimal, por encima del ojo, segrega lágrimas para mantener el ojo húmedo. Hay dos pequeñas aberturas, una en el borde interior del párpado superior y otra en el borde interior del párpado inferior, cerca de la nariz. Cada una de estas aberturas se llama punctum lagrimal. Juntos, estos puntos lagrimales recogen lágrimas del ojo que luego se transportan a través de los conductos lagrimales a un depósito de lágrimas llamado saco lagrimal., también conocido como dacroquiste o saco lagrimal.

Desde el saco, el líquido lagrimal fluye a través de un conducto nasolagrimal hacia el interior de la nariz. Cada conducto nasolagrimal se encuentra debajo de la piel y pasa a través de los huesos de la cara hasta la nariz. Los productos químicos en las lágrimas, como las defensinas, lactoferrina y lisozima, ayudan a prevenir la colonización por patógenos. Además, las mucinas facilitan la eliminación de microbios de la superficie del ojo.

Las superficies del globo ocular y el párpado interno son membranas mucosas llamadas conjuntiva. La microbiota conjuntival normal no se ha caracterizado bien, pero existe. Un pequeño estudio (parte del proyecto Ocular Microbiome) encontró doce géneros que estaban constantemente presentes en la conjuntiva.4 Se cree que estos microbios ayudan a defender las membranas contra los patógenos. Sin embargo, aún no está claro qué microbios pueden ser transitorios y cuáles pueden formar una microbiota estable.5

El uso de lentes de contacto puede provocar cambios en la microbiota normal de la conjuntiva al introducir otra superficie en la anatomía natural del ojo. Actualmente se están realizando investigaciones para comprender mejor cómo los lentes de contacto pueden afectar la microbiota normal y contribuir a las enfermedades oculares.

El material acuoso dentro del globo ocular se llama humor vítreo. A diferencia de la conjuntiva, está protegida del contacto con el medio ambiente y casi siempre es estéril, sin microbiota normal (Figura ( PageIndex {6} )).

Infecciones del ojo

La conjuntiva es un sitio frecuente de infección del ojo; al igual que otras membranas mucosas, también es una puerta de entrada común para los patógenos. La inflamación de la conjuntiva se llama conjuntivitis, aunque comúnmente se conoce como conjuntivitis debido a la apariencia rosada del ojo. Las infecciones de estructuras más profundas, debajo de la córnea, son menos comunes (Figura ( PageIndex {7} )). La conjuntivitis se presenta en múltiples formas. Puede ser agudo o crónico. La conjuntivitis purulenta aguda se asocia con la formación de pus, mientras que la conjuntivitis hemorrágica aguda se asocia con sangrado en la conjuntiva. El término blefaritis se refiere a una inflamación de los párpados, mientras que la queratitis se refiere a una inflamación de la córnea (Figura ( PageIndex {7} )); La queratoconjuntivitis es una inflamación tanto de la córnea como de la conjuntiva, y la dacriocistitis es una inflamación del saco lagrimal que a menudo puede ocurrir cuando se bloquea un conducto nasolagrimal.

Las infecciones que provocan conjuntivitis, blefaritis, queratoconjuntivitis o dacriocistitis pueden ser causadas por bacterias o virus, pero los alérgenos, contaminantes o productos químicos también pueden irritar el ojo y causar inflamación de diversas estructuras. La infección viral es una causa más probable de conjuntivitis en casos con síntomas como fiebre y secreción acuosa que ocurre con infección de las vías respiratorias superiores y picazón en los ojos. La tabla ( PageIndex {2} ) resume algunas formas comunes de conjuntivitis y blefaritis.

Tabla ( PageIndex {2} ): Tipos de conjuntividades y blefaritis
CondiciónDescripciónAgente (s) causante (s)
Conjuntivitis purulenta agudaConjuntivitis con secreción purulentaBacteriano (Haemophilus, Estafilococo)
Conjuntivitis hemorrágica agudaImplica hemorragias subconjuntivalesViral (Picornaviradae)
Blefaritis ulcerosa agudaInfección que afecta los párpados; pueden desarrollarse pústulas y úlcerasBacteriano (Estafilocócica) o viral (herpes simple, varicela-zoster, etc.)
Conjuntivitis folicularInflamación de la conjuntiva con nódulos (estructuras en forma de cúpula que son rojas en la base y pálidas en la parte superior)Viral (adenovirus y otros); irritantes ambientales
DacriocistitisInflamación del saco lagrimal a menudo asociada con un conducto nasolagrimal obstruidoBacteriano (Haemophilus, Staphylococcus, Estreptococo)
QueratitisInflamación de la córneaBacteriano, viral o protozoario; irritantes ambientales
QueratoconjuntivitisInflamación de la córnea y la conjuntiva.Causas bacterianas, virales (adenovirus) u otras (incluida la sequedad del ojo)
Blefaritis no ulcerosaInflamación, irritación, enrojecimiento de los párpados sin ulceración.Irritantes ambientales; Alérgenos
Conjuntivitis papilarInflamación de la conjuntiva; se desarrollan nódulos y papilas con puntas rojasIrritantes ambientales; Alérgenos

Ejercicio ( PageIndex {5} )

¿Cómo ayuda el aparato lagrimal a prevenir infecciones oculares?

Conceptos clave y resumen

  • La piel humana consta de dos capas principales, la epidermis y dermis, que se encuentran en la parte superior de la hipodermis, una capa de tejido conectivo.
  • La piel es una barrera física eficaz contra la invasión microbiana.
  • El ambiente relativamente seco de la piel y la microbiota normal desalientan la colonización por microbios transitorios.
  • La microbiota normal de la piel varía de una región del cuerpo a otra.
  • los conjuntiva del ojo es un sitio frecuente de infección microbiana, pero las infecciones oculares más profundas son menos comunes; existen múltiples tipos de conjuntivitis.

Notas al pie

  1. 1 Belkaid, Y. y J.A. Segre. "Diálogo entre la microbiota cutánea y la inmunidad", Ciencias 346 (2014) 6212:954–959.
  2. 2 Foulongne, Vincent y col. "Microbiota de la piel humana: alta diversidad de virus de ADN identificados en la piel humana mediante secuenciación de alto rendimiento". Más uno (2012) 7 (6): e38499. doi: 10.1371 / journal.pone.0038499.
  3. 3 Robinson, C.M. y J.K. Pfeiffer. "Los virus y la microbiota". Revisión anual de virología (2014) 1: 55–59. doi: 10.1146 / annurev-virology-031413-085550.
  4. 4 Abelson, MB, Lane, K. y Slocum, C .. "Los secretos de los microbiomas oculares". Revisión de Oftalmología 8 de junio de 2015. www.reviewofophthalmology.com ... isease / c / 55178. Consultado el 14 de septiembre de 2016.
  5. 5 Shaikh-Lesko, R. "Visualizando el microbioma ocular". El Científico 12 de mayo de 2014. http://www.the-scientist.com/?articl...lar-Microbiome. Consultado el 14 de septiembre de 2016.

Contribuyente

  • Nina Parker, (Shenandoah University), Mark Schneegurt (Wichita State University), Anh-Hue Thi Tu (Georgia Southwestern State University), Philip Lister (Central New Mexico Community College) y Brian M. Forster (Saint Joseph's University) con muchos autores contribuyentes. Contenido original a través de Openstax (CC BY 4.0; acceso gratuito en https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction)


La piel es el órgano más grande del cuerpo y cubre toda la superficie externa del cuerpo. Se compone de tres capas, la epidermis, la dermis y la hipodermis, las tres de las cuales varían significativamente en su anatomía y función. La estructura de la piel está formada por una intrincada red que sirve como barrera inicial del cuerpo y contra los patógenos, la luz ultravioleta, los productos químicos y las lesiones mecánicas. También regula la temperatura y la cantidad de agua que se libera al medio ambiente. Este artículo analiza las estructuras anatómicas relevantes de la piel y la capa epidérmica, su estructura, función, embriología, irrigación vascular, inervación, consideraciones quirúrgicas y relevancia clínica.

El grosor de cada capa de la piel varía según la región del cuerpo y se clasifica según el grosor de las capas epidérmica y dérmica. La piel sin pelo que se encuentra en las palmas de las manos y las plantas de los pies es más gruesa porque la epidermis contiene una capa adicional, el estrato lúcido. La parte superior de la espalda se considera más gruesa según el grosor de la dermis, pero se considera & # x0201cthin skin & # x0201d histológicamente porque el grosor epidérmico carece de la capa de estrato lucidum y es más fino que la piel sin pelo.

Las capas de la epidermis incluyen el estrato basal (la porción más profunda de la epidermis), el estrato espinoso, el estrato granuloso, el estrato lúcido y el estrato córneo (la porción más superficial de la epidermis).

Estrato basal, También conocido como estrato germinativo, es la capa más profunda, separada de la dermis por la membrana basal (lámina basal) y unida a la membrana basal por hemidesmosomas. Las células que se encuentran en esta capa son células madre cúbicas a columnares mitóticamente activas que producen constantemente queratinocitos. Esta capa también contiene melanocitos.

Estrato espinoso, 8-10 capas de células,& # x000a0también conocida como capa de células espinosas & # x000a0contiene células poliédricas irregulares con procesos citoplasmáticos, a veces llamadas & # x0201cspines & # x0201d, que se extienden hacia afuera y entran en contacto con las células vecinas mediante desmosomas. Las células dendríticas se pueden encontrar en esta capa.

Estrato granuloso, 3-5 capas de células, contiene & # x000a0células en forma de diamante con gránulos de queratohialina y gránulos lamelares. Los gránulos de queratohialina contienen precursores de queratina que eventualmente se agregan, entrecruzan y forman haces. Los gránulos lamelares contienen los glicolípidos que se secretan a la superficie de las células y funcionan como un pegamento, manteniendo las células unidas.

Estrato lucidum, 2-3 capas de células,& # x000a0presente en la piel más gruesa que se encuentra en las palmas y plantas de los pies, es una capa fina y transparente que consiste en eleidina, que es un producto de transformación de la queratohialina.

Estrato córneo, 20-30 capas de células,& # x000a0es la capa superior, formada por queratina y escamas córneas formadas por queratinocitos muertos, conocidas como células escamosas anucleadas. Esta es la capa que más varía en grosor, especialmente en la piel callosa. Dentro de esta capa, los queratinocitos muertos secretan defensinas que son parte de nuestra primera defensa inmunológica.

Células de la epidermis

Los queratinocitos son el tipo celular predominante de epidermis y se originan en la capa basal, producen queratina y son responsables de la formación de la barrera de agua epidérmica al producir y secretar lípidos. Los queratinocitos también regulan la absorción de calcio mediante la activación de los precursores del colesterol por la luz UVB para formar vitamina D.

Los melanocitos se derivan de las células de la cresta neural y producen principalmente melanina, que es responsable del pigmento de la piel. Se encuentran entre las células del estrato basal y producen melanina. La luz UVB estimula la secreción de melanina que protege contra la radiación UV, actuando como un protector solar incorporado. La melanina se produce durante la conversión de tirosina en DOPA por la enzima tirosinasa. Luego, la melanina viaja de una célula a otra mediante un proceso que se basa en procesos prolongados que se extienden desde los melanocitos hasta las células epidérmicas vecinas. Los gránulos de melanina de los melanocitos se transfieren a través de procesos largos al citoplasma del queratinocito basal. La melanina transferida a los queratinocitos vecinos mediante & # x0201c donación de pigmento & # x0201d implica la fagocitosis de las puntas de los procesos de los melanocitos por parte de los queratinocitos.

Las células de Langerhans, células dendríticas, son los defensores de primera línea de la piel y desempeñan un papel importante en la presentación de antígenos. Estas células necesitan tintes especiales para visualizar, que se encuentran principalmente en el estrato espinoso. Estas células son de origen mesenquimatoso, derivadas de células madre CD34 positivas de la médula ósea y forman parte del sistema fagocítico mononuclear. Contienen gránulos de Birbeck, orgánulos citoplasmáticos en forma de raqueta de tenis. Estas células expresan moléculas MHC I y MHC II, captan antígenos en la piel y se transportan al ganglio linfático.

Las células de Merkel son células epidérmicas modificadas de forma ovalada que se encuentran en el estrato basal, directamente sobre la membrana basal. Estas células cumplen una función sensorial como mecanorreceptores para el tacto ligero y son más pobladas en las yemas de los dedos, aunque también se encuentran en las palmas de las manos, las plantas de los pies y la mucosa oral y genital. Están unidos a los queratinocitos adyacentes por los desmosomas y contienen filamentos de queratina intermedios y sus membranas interactúan con las terminaciones nerviosas libres de la piel.

La dermis está conectada a la epidermis al nivel de la membrana basal y consta de dos capas, de tejido conectivo, las capas papilar y reticular que se fusionan sin una demarcación clara. los capa papilar& # x000a0es la capa superior, más delgada, compuesta por tejido conectivo laxo y contacta con la epidermis. los capa reticular& # x000a0es la capa más profunda, más gruesa, menos celular y está formada por tejido conjuntivo denso / haces de fibras de colágeno. La dermis alberga las glándulas sudoríparas, el cabello, los folículos pilosos, los músculos, las neuronas sensoriales y los vasos sanguíneos.

La hipodermis es profunda a la dermis y también se llama fascia subcutánea. Es la capa más profunda de la piel y contiene lóbulos adiposos junto con algunos apéndices de la piel como los folículos pilosos, las neuronas sensoriales y los vasos sanguíneos.


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