acuaporina 3 en la epidermis
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Roles de la Acuaporina 3 en la epidermis
La AQP3 es una proteína de membrana dentro de la familia de las acuaporinas que son proteínas
mediadoras de transporte de agua. Permite el paso de agua y otros pequeños solutos, como
el glicerol, a través de la membrana plasmática. Juegan un papel importante en la epidermis humana
y, más concretamente, en la membrana plasmática de los queratinocitos de la piel humana.
La acción de la AQP3 en la piel humana se incrementa como respuesta a la tensión de la piel en
enfermedades, tales como la dermatitis atópica, y en carcinomas de la piel.
La AQP3 determina un factor determinante en la proliferación epidérmica y la tumorogénesis de la
piel. Por tanto, es un objetivo potencial para el desarrollo de fármacos.
Introducción
Las acuaporinas actúan principalmente como poros selectivos para el agua, lo que facilita el
transporte osmótico a través de las membranas plasmáticas celulares.
Hay por lo menos 13 AQPs en mamíferos (AQP0-AQP12), que han sido divididas en dos grupos
según su permeabilidad.
- AQPs 1, 2, 4, 5, y 8 funcionan principalmente como transportadores selectivos de agua.
- AQPs 3, 7, 9, y 10, son denominados acuagliceroporinas, transportan agua, así como
glicerol y posiblemente otros solutos pequeños.
Están implicadas en mecanismos de concentración urinaria, la secreción de líquido epitelial, el
edema cerebral, la transducción de señales neuronales, y la migración de células.
En epitelios facilitan el transporte de agua en respuesta a pendientes osmóticas, tales como la
absorción de líquidos por el túbulo renal proximal y la secreción de fluidos en la glándula salival.
En el endotelio microvascular y otros tipos de células facilitan la migración celular mediante la
mejora del transporte de agua en lamellipodia (citoesqueleto de actina).
Las acuagliceroporinas están implicadas en las vías metabólicas y en el metabolismo del glicerol.
La acción de las acuaporinas en la piel se basa en gran parte en la participación de la AQP3 en la
hidratación de la piel, la cicatrización de heridas, y la tumorogénesis.
La expresión de la AQP en la piel
La AQP3 se detectó por primera vez en los queratinocitos de la epidermis de rata, aunque más tarde
se estudió en la capa basal de las membranas plasmáticas de los queratinocitos de humanos y en la
piel de ratón.
La acción de la AQP9 se estudió en cultivos de queratinocitos humanos diferenciados y en estratos
de la epidermis del ratón.
La AQP10 fue reportada por la transcriptasa inversa PCR en queratinocitos humanos.
La AQP1 actúa en células endoteliales de microvasos, tales como en las del riñón, pulmón,
glándulas secretoras, músculo esquelético, la pleura, y peritoneo; pero también en microvasos de
tumores implantados en la piel. En la piel, la AQP1 fue encontrada por inmunocitoquímica en
capilares dérmicos de ratas y en la dermis neonatal de humanos.
La AQP5 se expresa en las glándulas sudoríparas de seres humanos, de ratas, y ratones.
La AQP7 está presente en los adipocitos del tejido subcutáneo. Está implicada en la hipertrofia de
los adipocitos en la hipodermis, como consecuencia de la salida del glicerol a través de la
membrana de forma facilitada.
Funciones de la AQP3 en los queratinocitos
Hidratación de la piel
La capa más superficial de la piel consta del estrato córneo, formada por queratinocitos
diferenciados que originan queratinocitos proliferantes en la epidermis inferior y contienen una
matriz extracelular de lípidos secretada a partir de cuerpos lamelares.
La hidratación del estrato córneo es un determinante importante del aspecto de la piel y de las
propiedades físicas, y depende de: la humedad externa, la estructura, las propiedades de barrera, y la
concentración de osmolitos de retención de agua.
La disminución de la hidratación del estrato córneo se encuentra en la piel envejecida y en
enfermedades de la piel (dermatitis atópica, eczema, psoriasis, ictiosis, xerosis senil...)
La epidermis carente de AQP3 muestra una hidratación reducida del estrato córneo, una menor
elasticidad de la piel y una recuperación defectuosa de la epidermis cuando se daña el estrato
córneo. Por otro lado, existe una menor cantidad de AQP3 en la piel deshidratada. Esto resalta la
importancia de la AQP3 en la regulación del contenido de agua de la epidermis.
El glicerol deriva de las glándulas sebáceas y de la circulación, transportado a la epidermis por
medio de estas acuagliceroporinas, juega un importante papel en el proceso natural de hidratación
de la piel. La aplicación tópica de glicerol tiene efectos humectantes, pues aumenta la absorción y
retención de agua, actuando a través de estos canales, mejorando también la elasticidad y la función
de barrera de la piel.
Cicatrización de heridas
La cicatrización de heridas cutánea es un proceso en que se ven implicados varios tipos de células
(queratinocitos epidérmicos, fibroblastos, células endoteliales, y el nervio periférico las células).
La re-epitelización es un paso crucial en la curación de la herida, implica la migración y la
proliferación de los queratinocitos de la epidermis y apéndices tales como folículos pilosos y
glándulas sudoríparas.
La implicación de AQP3 en la proliferación de queratinocitos se observó en la proliferación
defectuosa de células epiteliales corneales. La deficiencia resulta del retraso en la cicatrización de
heridas corneales y defectos en la proliferación de AQP3 deficientes en colonocitos.
El glicerol restaura el deterioro en la proliferación celular durante la curación de heridas, apoyado
por la participación de AQP3 facilitando el transporte de glicerol en la proliferación de
queratinocitos.
Tumorogénesis de la piel
Se han encontrado 13 tipos de células tumorales que actúan con AQPs, y se relaciona con la
agresividad del tumor en algunos casos, tales como la AQP4 y astroglioma maligna. El transporte
de agua de las AQPs está involucrado en la angiogénesis tumoral, en la migración, invasión y
metástasis potencial de las células tumorales.
Los estudios para establecer los mecanismos celulares responsables de la dependencia de la AQP3
en la tumorogénesis, mostraron una reducción celular epidérmica del glicerol, y del ATP en la
deficiencia de la AQP3.
El ATP es la principal fuente de energía en la epidermis, así como en la formación de tumores,
aunque las vías metabólicas detalladas de la producción / síntesis de ATP en la epidermis no se han
establecido.
La AQP3 facilitada por transporte de glicerol es un determinante importante de la proliferación
celular y la tumorogénesis de la epidermis en un nuevo mecanismo en que el glicerol es un
regulador clave de la energía celular de ATP.
Las células tumorales generalmente presentan una energía agresiva en el perfil metabólico. La
notable resistencia a la tumorogénesis de la piel en la deficiencia de la AQP3 proporciona una base
para AQP3 inhibición / supresión en la terapia de cánceres de piel y posiblemente otras asociado
con la sobreexpresión de acuagliceroporinas.
AQP3 en enfermedades de la piel
Se ha encontrado en una gran variedad de enfermedades de la piel la alteración en la actividad de la
AQP3. La inmunotinción mostró la actuación de la AQP3 en Células de Langerhans, células
dendríticas, macrófagos, neutrófilos, eosinófilos y queratinocitos epidérmicos, lo que sugiere la
participación de AQP3 en el sistema inmune de la piel.
Estos cambios pueden representar sólo respuestas secundarias a diversos procesos de enfermedades.
La hiperosmolaridad aumenta la acción de la AQP3 en cultivos de queratinocitos humanos.
El ácido retinoico, un regulador conocido de la proliferación y diferenciación de queratinocitos,
aumenta la expresión génica de la AQP3.
La regulación de la AQP3 en queratinocitos sugiere el desarrollo de fármacos para el tratamiento de
enfermedades de la piel asociados con proliferación anormal o la homeostasis del agua.
Resumen y perspectivas
El análisis de la AQP3 apoya distintas funciones de AQP3 en la biología de queratinocitos.
La AQP3 facilitada por transporte de agua está involucrada en la migración celular, la aceleración
de la cicatrización de heridas cutáneas, la facilitada por transporte de glicerol está involucrada en la
hidratación y elasticidad de la piel, en la proliferación celular y en la generación ATP, lo que
facilita el crecimiento celular y la tumorogénesis.
Estos datos sugieren posibilidades para terapias clínicas: la modulación de la AQP3 por fármacos es
un beneficio en trastornos comunes de la piel asociados con la hiperproliferación epidérmica
(psoriasis, dermatitis atópica, reparación de las heridas por quemaduras…).
Bibliografía
Antonio Torrelo - http://www.tublogdelapieleucerin.com/2011/04/06/acuaporinas-hidratacion-para-
la-piel/ [14/12/12]
http://www.luciara.com/html/files/Monografia.pdf [14/12/12]
Wikipedia - http://es.wikipedia.org/wiki/Acuaporina [14/12/12]