Factores intrínsecos y extrínsecos implicados en el envejecimiento cutáneo

Intrinsec and extrinsec factors related to cutaneous aging

 

 

Alves, R.^*, Castro Esteves, T.^* y Trelles, M.A.^**

^*Dermatólogo, Departamento de Dermatología Hospital Central de Funchal, Portugal
^**Cirujano Plástico, Instituto Médico Vilafortuny, Fundación Antoni de Gimbernat, Cambrils, Tarragona, España

Dirección para correspondencia

 

 

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RESUMEN

El envejecimiento es la perdida progresiva y gradual de nuestras funciones fisiológicas debido al paso de los años; conduce a una disminución de la salud y de la sensación de bienestar, aumentando el riesgo de contraer enfermedades y la probabilidad de muerte.
En la actualidad hay cada vez más interés en el estudio del envejecimiento humano y surgen muchas preguntas, que necesitan respuestas que nos hagan comprender mejor el complejo proceso que lleva a la senectud.
El envejecimiento es un proceso complejo y multifactorial que resulta de la acumulación de varios cambios funcionales y estéticos en el organismo que se producen en el tiempo. La piel también se ve afectada por estos cambios a través de factores intrínsecos y extrínsecos. La percepción de la edad, así como la belleza, dependen en gran medida de la exposición de la piel al medio ambiente. El envejecimiento intrínseco o el envejecimiento biológico es un proceso inevitable, genéticamente determinado, que progresa lentamente a medida que avanzamos en edad, pero puede acelerarse por factores ambientales. Los principales factores responsables del envejecimiento extrínseco son la exposición solar y el consumo de tabaco. No se trata solo, por tanto, de procesos celulares, sino que es también una respuesta al proceso de adaptación a los factores externos propios del medio ambiente.
El objetivo de esta revisión es conocer mejor cuáles son los mecanismos responsables del envejecimiento intrínseco e identificar los principales factores extrínsecos que influyen en el mismo, y cómo éstos pueden acelerar los procesos celulares biológicos.

Palabras clave: Envejecimiento, Envejecimiento intrínseco, Envejecimiento extrínseco, Fotoenvejecimiento.

Código numérico: 101-104.

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ABSTRACT

As human life expectancy increases, more interesting studies arise in order to better understand the complex process that aging involves. The perception of age is largely dependent on the appearance of exposed skin.
Aging is a complex and multifactorial process resulting in the accumulation of several functional and aesthetic changes in an organism over time. The skin is also affected by these changes through intrinsic and extrinsic factors. Intrinsic aging or biological aging is an inevitable process, genetically determined that progresses slowly over the years as we age. It can be accelerated by environmental factors. The main factors responsible for extrinsic aging are primally cumulative sun-exposure and tobacco smoke. Aging is not only about the cellular processes involved, but it is also a response to the adaptation of environmental stressors.
The focus of this review is to better understand the mechanisms responsible for the intrinsic aging and to identify the principal extrinsic factors and how they can accelerate the cellular processes.

Key words: Aging, Intrinsic aging, Extrinsic aging, Photoaging.

Numeral Code: 101-104.

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Introducción

El envejecimiento es un proceso continuo y multifactorial que puede ser considerado como la acumulación de diferentes cambios perjudiciales en las células y en los tejidos. Hace referencia a la disminución de las funciones biológicas y a la capacidad del organismo para adaptarse al estrés metabólico en el tiempo adecuado (1). Los procesos biológicos involucrados en el mismo conducen a la reducción de la función y de la capacidad de tolerar las lesiones.

El envejecimiento cutáneo es la consecuencia de una serie de procesos intrínsecos y extrínsecos. El envejecimiento intrínseco o biológico es inevitable, está determinado genéticamente, se produce naturalmente en el cuerpo, incluso en la piel fotoprotegida. Además, es exacerbado por el envejecimiento extrínseco que a su vez es inducido por factores ambientales (2).

El envejecimiento extrínseco se produce como resultado de la exposición diaria a los radicales libres procedentes de fuentes variadas tales como: exposición a la radiación ultravioleta, al humo de tabaco y a la polución. Estos radicales libres dañan lípidos, proteínas y ADN, lo cual limita la capacidad de las células para funcionar y para mantener su integridad.

Nuestra percepción de la edad, así como la belleza, depende en gran medida la apariencia que presente la piel expuesta (1).

Teorías del envejecimiento cutáneo

Se han propuesto varias teorías para intentar explicar el progresivo proceso de envejecimiento. Las características que definen las 4 teorías más importantes se detallan en el algoritmo de la figura 1. La genética, el envejecimiento celular, el acortamiento de los telómeros, el estrés oxidativo, las mutaciones del ADN mitocondrial y la disminución de los niveles de varias hormonas, están implicados en estas teorías del envejecimiento (2).

 

Telómeros

Los cromosomas son estructuras condensadas de ácido desoxirribonucleico (ADN) que contienen la información básica sobre la que se construye y organiza la vida. Los telómeros son los extremos de los cromosomas, que desempeñan un papel fundamental en la protección de su integridad.

Cada vez que una célula se divide, la información presente en el ADN se copia. Cuando el proceso no copia toda la información del ADN, los telómeros que no se copian pierden una parte de su longitud (3). La función de los telómeros es proteger los extremos de los cromosomas de las actividades de reparación y degradación del ADN, asegurando, por tanto, la correcta funcionalidad y viabilidad de las células. Su longitud, a una determinada edad, es uno de los mejores marcadores moleculares (biomarcadores) del grado de envejecimiento del organismo, y por tanto puede utilizarse para estimar la edad biológica del mismo (3). La longitud de las repeticiones teloméricas se erosiona progresivamente con el incremento de la edad del organismo como consecuencia de la multiplicación celular necesaria para regenerar los tejidos. Por lo tanto, los telómeros parecen servir como reloj biológico determinante de la vida proliferativa de la célula (3).

Estrés oxidativo y mutaciones del ADN mitocondrial

La oxidación es un proceso bioquímico de pérdida de electrones asociado a otro de captación (reducción). Es fundamental para la vida, pues participa en la obtención de la energía celular. El estrés oxidativo aparece cuando se altera la homeostasis óxido-reducción intracelular. Este desequilibrio entre pro-oxidantes y antioxidantes se puede producir por una excesiva producción de especies reactivas de oxígeno (ERO).

La principal fuente endógena de ERO son las mitocondrias, que afectan a los componentes celulares tales como membranas, enzimas, ADN, conduciendo al daño celular, de órganos y tejidos (2,5). Los cambios se producen en parte como resultado del daño acumulativo endógeno debido a la formación continua de ERO, que son generadas por el metabolismo oxidativo celular. El estrés oxidativo es responsable del envejecimiento prematuro y está involucrado en numerosas enfermedades (cardiovasculares, neurológicas, degenerativas y ciertos tipos de cáncer).

Las mutaciones del ADN mitocondrial son importantes en síndromes tales como el de Cockayne, Ataxia-telangiectasia y Progeria (5). Estos síndromes, asociados con el envejecimiento prematuro sugieren que la disminución de la capacidad de reparación del ADN se relaciona con un envejecimiento acelerado y que el daño del ADN acumulativo tiene un papel importante en el proceso de envejecer.

Hormonas

El envejecimiento intrínseco de la piel está fuertemente influenciado por alteraciones hormonales (2,6). La producción de las hormonas sexuales en las gónadas, hipófisis y glándulas suprarrenales disminuye gradualmente con la edad. Las mejor conocidas son la disminución de estrógenos, testosterona, dehidroepiandrosterona (DHEA) y su éster sulfato (DHEAS) (6).

El estrógeno ejerce sus acciones a través de receptores en la piel donde actúa sobre los fibroblastos. Además, se ha demostrado que disminuye el tejido de degradación de las metaloproteinasas (6). Después de la menopausia, su producción es mínima, lo que conlleva efectos deletéreos en varios órganos y sistemas (5,6). Junto con la progesterona contribuyen al mantenimiento de la fibra elástica, por lo que su deficiencia causa diversas alteraciones cutáneas tales como arrugas, sequedad, atrofia, degradación del colágeno, laxitud, mala cicatrización de heridas y atrofia vulvar.

La disminución de otras hormonas como la melatonina, la insulina, el cortisol, la tiroxina y la hormona del crecimiento, también conduce al deterioro de diversas funciones de la piel (6,7).

Envejecimiento Intrínseco o Biológico

El envejecimiento es un proceso continuo, universal e irreversible que determina una pérdida progresiva de la capacidad de adaptación. El envejecimiento intrínseco o biológico no se debe a factores ambientales modificables, pero se asocia al avance de la edad (Fig. 2), con el que se producen, incluso en la piel protegida del sol, cambios clínicos, histológicos y fisiológicos.

 

Las manifestaciones clínicas del envejecimiento intrínseco o biológico incluyen el adelgazamiento de la piel, xerosis, laxitud, arrugas y atrofia, que da lugar a la prominencia de la vasos sanguíneos, a la pérdida de elasticidad y a una mayor fragilidad cutánea (2,7).

Hay características histológicas que acompañan a estos cambios. El estrato córneo permanece relativamente sin cambios, pero se afina la epidermis y se produce una estabilización de la unión dermoepidérmica (7). En la dermis, hay una disminución considerable de su espesor así como de la vascularización, y una reducción en el número y en la capacidad de biosíntesis de los fibroblastos, y, con ello, una disminución del nivel de colágeno (tipo I y tipo III) (8).

Otros factores que contribuyen a la formación de arrugas incluyen cambios en los músculos, la pérdida de grasa del tejido subcutáneo, las fuerzas gravitacionales y la pérdida de sustancia de los huesos faciales y del cartílago.

A medida que la piel envejece se vuelve laxa y el soporte de tejido blando se ve disminuido. Los efectos de la gravedad se hacen evidentes alrededor de los 50 años, que es cuando la elasticidad de la piel disminuye drásticamente. De esta forma, el envejecimiento cronológico de la piel se caracteriza por laxitud y arrugas finas, así como por el desarrollo de tumores benignos tales como queratosis seborreicas, telangiectasias y angiomas, pero no está asociado con cambios en la pigmentación o a arrugas, que son características de la piel expuesta al sol (9).

Envejecimiento extrínseco

El envejecimiento extrínseco de la piel es un proceso de evolución distinta, causado por factores ambientales (Fig. 3). Se produce como resultado de la exposición diaria a una variedad de fuentes que incrementan la producción de radicales libres que a su vez dañan lípidos, proteínas y ADN y conducen al estrés oxidativo, con la consiguiente incapacidad de las células para mantener su integridad y función.

 

De todas las causas extrínsecas, la que tiene más efectos negativos documentados sobre la piel es la exposición a la radiación ultravioleta. El 80% del envejecimiento de la piel de la cara se atribuye a exposición solar (1,7,8). Otros factores relevantes son la exposición al humo del tabaco y la contaminación. El consumo de tabaco aumenta la producción de radicales libres y puede disminuir la producción de colágeno y elastina. Los daños producidos por la contaminación sobre la piel aumentan también la producción de radicales libres e incrementan los efectos de la radiación ultraviolenta (RUV) (2,9). De esta forma, los factores ambientales pueden dañar los telómeros y las ERO llevan a la inducción de la senescencia celular. Años de estrés ambiental acumulado en las estructuras celulares tienen como resultado un envejecimiento prematuro de la piel.

Fotoenvejecimiento

Es el término utilizado para definir los cambios de la piel causados por la exposición crónica a la RUV. En la dermis, la RUV provoca una reacción molecular en cadena que promueve la expresión de metaloproteinasas de la matriz estimulando la producción de colagenasa en fibroblastos y queratinocitos, con lo cual disminuye la síntesis de procolágeno (3,5,9). Como respuesta a la agresión externa, el organismo desarrolla defensas antioxidantes enzimáticas y no enzimáticas, activa los procesos de reparación y la eliminación de las células dañadas, con el fin de mantener la estabilidad del genoma.

Debido a los efectos acumulativos de la RUV sobre la piel, la reparación del daño en el ADN mitocondrial de los fibroblastos se deteriora y conduce a la disminución de colágeno y elastina (9) (Fig.4).

 

En la piel fotoenvejecida, la producción de colágeno (tipo I y III) se reduce en aproximadamente un 40% en comparación con la piel no expuesta (9). Es probable que tales cambios en los precursores del colágeno puedan conducir a niveles reducidos y/o alteración de la organización de colágeno fibrilar, y por lo tanto, contribuir a la aparición de arrugas en la piel fotodañada (1).

En el fotoenvejecimiento están asociados cambios cutáneos e histológicos secundarios a exposición solar a largo plazo. Clínicamente, el fotoenvejecimiento cutáneo se caracteriza por elastosis solar, cambios en el color de la piel y en su textura, mayor rugosidad, así como desarrollo precoz de arrugas más profundas, queratosis, lentigos solares y aparición gradual de telangiectasias y purpura (4, 8, 9). Estos cambios se producen con mayor frecuencia en áreas expuestas al sol, tales como la cara, el cuello, el escote, las manos y los antebrazos. Glogau y col. (4) desarrollaron una "escala de arrugas" que describe el envejecimiento cutáneo provocado por la exposición crónica a la RUV (Fig.5).

 

La severidad del fotoenvejecimiento es proporcional a la exposición solar acumulada e inversamente relacionada con el grado de pigmentación de la piel (Fig. 6).

 

Hay características histológicas que acompañan a los cambios clínicos del fotoenvejecimiento: aunque el espesor de la epidermis disminuye con la edad, es mayor en la piel expuesta al sol (7,10) (Fig. 7); hay un aplanamiento de la unión dermo-epidérmica que puede conducir a la aparición de atrofia (10) y, la característica clave de la piel fotoenvejecida es la acumulación de elastina amorfa con degradación de la fibrina que se encuentra debajo de la unión dermo-epidérmica (7,10) (Fig. 8).

 

 

La desorganización de la elastina, debida a los efectos de la inflamación crónica, suele ser más grave en la piel fotoenvejecida en comparación con la piel cronológicamente envejecida. El colágeno, que compone más del 90% de las proteínas totales de la piel, se desorganiza, observándose una disminución acentuada en el colágeno tipo I y tipo III en la piel expuesta al sol (7).

La exposición a la RUV acelera el envejecimiento intrínseco directamente a través del daño del ADN y la formación de ERO, e indirectamente, interfiriendo con las enzimas involucradas en la reparación del ADN.

Fotocarcinogénesis

La RUV está asociada con la carcinogénesis y se considera un factor de riesgo importante para el desarrollo de tumores cutáneos malignos como el melanoma, el carcinoma de células escamosas (CCE) y el carcinoma basocelular (CBC). El más reconocido carcinógeno ambiental es la luz solar. La exposición acumulada a la RUV conduce directamente al daño del ADN con formación de mutaciones que pueden inducir carcinogénesis y que promueven el crecimiento de tumores a través de procesos inflamatorios. El aumento de la población anciana, la exposición a la luz solar, las actividades al aire libre y las personas con tipos de piel clara, suponen un incremento en la incidencia de tumores cutáneos.

Los factores de riesgo relacionados con el melanoma son: marcadores genéticos (mutación CDKN2A), antecedentes familiares y personales de nevus displásicos o melanoma, nevus congénito, síndrome de nevus atípico, el número (> 50) y el tamaño (> 5 mm) de nevus melanocíticos (11,12). Existe un mayor riesgo si se han padeciedo quemaduras solares en la infancia, se ha estado sometido a exposición intermitente al sol y si la piel es clara (12). Sin embargo, el melanoma puede surgir a cualquier edad y en individuos sin antecedentes de exposición solar importante. Como en todas las neoplasias, el pronóstico depende de la etapa en el momento del diagnóstico.

El CBC es el cáncer de piel más común en los seres humanos, lo que representa aproximadamente el 75-80% de todos los tumores cutáneos malignos no melanoma (13). La exposición ultravioleta, la raza, la edad, el sexo y la disminución de la capacidad de reparación del ADN son los principales factores de riesgo para el desarrollo del CBC. La dosis acumulada de RUV recibida en el tiempo es un factor de riesgo significativo. El supresor de la proteína p53 se encuentra mutado en la mayoría de estos tumores. Un artículo publicado por Zhang y col. (14) demuestra que los genes p53 y PTCH están implicados en el desarrollo de la aparición temprana de CBC, lo que sugiere que la exposición solar es un factor de riesgo importante en la aparición temprana de este tumor.

La mayoría de los CCE están asociados con exposición ultravioleta acumulativa y se producen con mayor frecuencia en áreas expuestas al sol, como la cabeza y el cuello (90%) (13).

Tabaco

El consumo de tabaco puede causar o exacerbar una serie de enfermedades y acortar la esperanza de vida. El tabaquismo está fuertemente asociado al envejecimiento prematuro de la piel y a numerosas enfermedades dermatológicas, cicatrización deficiente de las heridas, CCE, psoriasis, lupus, carcinomas orales, entre otros (8,14).

El tabaquismo es un factor de riesgo independiente para la aparición prematura de arrugas faciales, incluso sin tener en cuenta la exposición al sol, la edad, el sexo y la pigmentación de la piel. Fumar conduce a la alteración de la función celular inflamatoria e induce la expresión de metaloproteinasas de matriz que degradan la matriz extracelular en la piel humana. Esto se cree que causa una cascada de efectos negativos en la función normal de las células inflamatorias mediante la atenuación de la fagocitosis y mecanismos bactericidas con aumento de la liberación de enzimas proteolíticas. Fumar también induce defectos en los mecanismos de reparación y en la progresión de la degradación extracelular de elastina y de la síntesis de colágeno (tipo I y III) (9). Algunos autores están de acuerdo en que el envejecimiento de la piel por efecto de fumar puede ser debido a una mayor producción de colagenasa (5).

El tabaquismo está fuertemente asociado con la elastosis cutánea en ambos sexos y con las aparición de telangiectasias en los hombres (9). Los efectos dañinos del tabaco en la piel son irreversibles, y es probable que se pueda evitar un deterioro mayor dejando de fumar.

Otros factores exógenos

Aunque la exposición a la RUV y al humo del tabaco son los principales factores de riesgo del envejecimiento extrínseco, tenemos que considerar otros factores exógenos como la contaminación e ingesta de calorías que también son responsables, aunque en una escala menor, de acelerar el proceso de envejecimiento prematuro de la piel (15).

La contaminación se ha demostrado que tiene efectos negativos en órganos internos tales como el corazón, los pulmones y también sobre la piel (15). Se plantea la hipótesis de que las partículas del ambiente dañan la piel a través del aumento de la producción de radicales libres que conducen a un estrés oxidativo y a la formación de ERO. En su ensayo clínico, Vierkotter y col. (15) demuestran que la exposición a la contaminación atmosférica se correlaciona significativamente con signos cutáneos de envejecimiento extrínseco; en particular con alteraciones en la pigmentación, lo que indica que la contaminación puede también influir en el envejecimiento cutáneo.

Otro factor exógeno implicado en el envejecimiento es el consumo diario de calorías. Investigaciones realizadas durante los últimos años en roedores muestran claramente que la reducción de la ingesta calórica, disminuye a largo plazo los niveles de daño oxidativo celular. También, que la restricción calórica disminuye el daño oxidativo del ADN mitocondrial, ralentizando el metabolismo y por consiguiente la producción de ERO. A medida que envejecemos, hay una disminución de la máxima capacidad funcional y la restricción calórica desacelera tal circunstancia. Por el contrario, la obesidad con consumo calórico alto conduce a la producción alta de especies de radicales libres que aceleran el proceso de envejecimiento e inducen un envejecimiento prematuro.

 

Conclusiones

En las últimas décadas, la preocupación por el envejecimiento ha aumentado de manera significativa. Tratar de entender los mecanismos por los que se envejece y qué factores están implicados en el envejecimiento prematuro ha llevado a investgar el proceso de envejecimiento.

Se han formulado diversas teorías para tratar de explicar este proceso progresivo, como por ejemplo las que hacen referencia al acortamiento de los telómeros, al estrés oxidativo, a las mutaciones del ADN mitocondrial y al papel de diferentes hormonas.

El envejecimiento afecta a todos los órganos en proporciones muy variables. A medida que envejecemos, la piel sufre alteraciones características tanto por factores intrínsecos como extrínsecos. Si bien el envejecimiento es un proceso biológico determinado genéticamente e inevitable, que se produce lentamente en el cuerpo, el envejecimiento extrínseco se puede prevenir. Evitar la exposición al sol, eliminar el consumo de tabaco y seguir una correcta nutrición, ayudan a prevenir el envejecimiento prematuro de la piel.

La piel es un órgano visible, y la preocupación acerca de la belleza y la apariencia van en aumento. El conocimiento de los mecanismos del proceso de envejecimiento ayuda a prevenir y tratar el envejecimiento prematuro, lo que lleva a una mejor calidad de vida, a un aumento de la autoestima y de la felicidad.

 

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Dirección para correspondencia:
Dra. Rubina Alves
Estrada Monumental, 364 3F
9000-100 Funchal, Portugal
e-mail: rubinaalves@gmail.com