Introducción

Células de la piel

La piel es la capa externa del cuerpo que también incluye las uñas, el pelo y las glándulas y nervios de la piel. Toda esta capa actúa como una barrera física que protege al cuerpo de bacterias, infecciones, lesiones y la luz solar.

La piel contiene 20 tipos de células que contribuyen a su funcionamiento y estratificación. La epidermis es la capa más externa de la piel y consta de 5 subcapas: stratum basale, spinosum, granulosum, lucidum y corneum. Las células madre de los queratinocitos de la capa basal se autorrenuevan y se diferencian hacia arriba para formar la capa superior del estrato córneo, donde las células muertas se desprenden constantemente.

La membrana basal separa la epidermis de la dermis subyacente. La dermis está irrigada por una red de vasos sanguíneos, terminaciones nerviosas y alberga apéndices como glándulas sebáceas, glándulas sudoríparas, nervios sensoriales y folículos pilosos. Los fibroblastos son el principal tipo celular de la dermis y son responsables de la producción de componentes de la matriz extracelular (MEC) que proporcionan integridad estructural, flexibilidad y elasticidad a la piel.

Envejecimiento dérmico

El envejecimiento de la piel se caracteriza por una regeneración más lenta y una pérdida final de su estructura y funcionalidad. El envejecimiento cutáneo se asocia a una función protectora comprometida, concretamente a una alteración de la cicatrización de heridas y de la función barrera. (Más información sobre Geneo Revive Facial para las arrugas).

El aumento de la inflamación y el deterioro de la homeostasis hídrica y térmica provocan una disminución de la elasticidad, la hidratación, cambios estructurales y susceptibilidad a diversos trastornos dérmicos.

El envejecimiento cutáneo puede atribuirse a factores intrínsecos relacionados con la edad (cronoenvejecimiento) y a causas extrínsecas. El envejecimiento intrínseco se presenta con una menor capacidad proliferativa de las células madre epidérmicas (queratinocitos) y se manifiesta en forma de líneas de expresión, sequedad cutánea, alteración de la pigmentación y pérdida de elasticidad. Los factores extrínsecos, como la exposición crónica a la radiación ultravioleta (fotoenvejecimiento) o el estrés oxidativo causado por la contaminación ambiental, provocan una disminución de la síntesis de colágeno y la desorganización de la MEC dérmica. La piel aparece áspera y seca, con arrugas profundas y aparición de vasos sanguíneos visibles y manchas de pigmentación.

Envejecimiento celular y senescencia

Para soportar estos procesos, la piel lleva a cabo un desprendimiento continuo de las células superficiales y su posterior sustitución por células más jóvenes generadas en la capa basal de la dermis. A medida que maduran, se desplazan por la epidermis hacia la superficie de la piel, donde pierden sus núcleos y se vuelven inactivas y muertas. La capa engrosada de estas células muertas se desprende con el tiempo. La renovación celular fisiológica hace que la piel esté más firme y se deshaga más rápidamente de las líneas finas y las arrugas.

A medida que se produce el proceso de envejecimiento, la capacidad del cuerpo humano para resolver los cambios patológicos se reduce considerablemente. La piel envejecida suele contener células que han entrado en un estado denominado senescencia (células durmientes), en el que dejan de dividirse y se vuelven resistentes a las vías que inducen la muerte. Las células senescentes pueden alterar la comunicación entre las capas de la piel y perturbar la homeostasis cutánea. La acumulación de células senescentes disfuncionales tiene efectos nocivos en los tejidos envejecidos debido a su menor capacidad para contribuir a la reparación y regeneración de los tejidos.

En condiciones fisiológicas, las células senescentes pueden ser eliminadas por el sistema inmunitario; sin embargo, a medida que envejecemos, las células senescentes se acumulan en los tejidos porque el sistema inmunitario no consigue eliminarlas. Estas células segregan un conjunto de factores que tienen propiedades inflamatorias, de degradación de proteínas y otras propiedades biológicamente activas, y pueden dañar de forma permanente la función de los tejidos. Se ha demostrado que la acumulación a largo plazo de células senescentes puede desempeñar un papel en la fisiopatología del envejecimiento y las enfermedades relacionadas con la edad. Se ha demostrado que la eliminación de las células senescentes retrasa los trastornos asociados a la edad.

De las diversas células senescentes de la piel, los fibroblastos parecen acumularse con la edad en la piel humana y comprometen la función y la integridad cutáneas. Los fibroblastos dérmicos son el principal tipo de células de la dermis. Producen componentes integrales de la matriz extracelular (MEC), como el colágeno.

Durante el proceso de envejecimiento de la piel, la ECM sufre alteraciones estructurales y una degradación drásticas, lo que provoca un adelgazamiento dérmico y una pérdida de elasticidad que acaban causando la formación de arrugas.

En la piel que funciona con normalidad, los fibroblastos son reclutados en gran medida durante la herida cutánea y contribuyen activamente a la reparación y regeneración de la piel. Desempeñan la importante función de ser el "intermediario" entre la estimulación y el resultado. La estimulación procede de microtraumatismos de diverso origen (eléctrico, químico, mecánico, radiación, térmico, etc.) y hace que los fibroblastos aumenten su actividad en el mecanismo de cicatrización de heridas. Como resultado de esta mayor actividad, aumenta la síntesis de colágeno, elastina y componentes de la matriz extracelular, la estructura vertebral que proporciona firmeza y elasticidad a la piel.

Senescencia celular y deterioro de la cicatrización de heridas cutáneas

Una hipótesis emergente postula que la senescencia de los fibroblastos es el principal motor del proceso de envejecimiento cutáneo, ya que aumenta la liberación de SASPs y la proliferación de las células se detiene de forma irreversible [Wlascheck 2021].

El mecanismo de cicatrización de heridas en la piel (Xu 2021)

Durante el proceso de cicatrización de las heridas cutáneas, los fibroblastos, las células epiteliales y las células endoteliales participan activamente en la producción de matriz extracelular (MEC) [14], la reepitelización [3,15] y la angiogénesis.

En los tejidos humanos normales, los fibroblastos contribuyen a la homeostasis tisular regulando el recambio de la matriz extracelular (MEC). Cuando el tejido se lesiona, los fibroblastos proliferan y aumentan los factores de crecimiento.

El impacto de condiciones severas sobre la piel (irradiación, bajas temperaturas atmosféricas) no provoca la muerte de las células cutáneas, pero induce una detención rápida y sostenida del ciclo celular en los fibroblastos dérmicos y puede entrar en senescencia[Bourdens 2019].

Activación Eléctrica de la Piel (AEE)

La tecnología ESA utiliza corriente continua (CC) que se aplica sobre la piel durante el tratamiento. La CC es un flujo unidireccional de carga eléctrica en una dirección constante, lo que la distingue de la corriente alterna (CA).

El objetivo del tratamiento con ESA es rejuvenecer la piel envejecida mediante la activación de los mecanismos naturales de cicatrización de los tejidos y la reactivación de los fibroblastos dérmicos senescentes.

Estimulación eléctrica y cicatrización de heridas

La estimulación eléctrica (EE) se ha utilizado durante mucho tiempo como un enfoque eficaz para modular los comportamientos celulares en la condición de proliferación disminuida de la piel envejecida. La estimulación eléctrica tiene un efecto evidente en la regulación y el fomento de la cicatrización de las lesiones cutáneas relacionadas con el envejecimiento.

Al sufrir diversos factores dañinos intrínsecos y extrínsecos, el mecanismo natural de cicatrización de heridas se deteriora con la edad. Se cree que una corriente eléctrica externa aplicada a la piel imita la bioelectricidad natural del cuerpo y reinicia y estimula los campos eléctricos endógenos, favoreciendo así la cicatrización de las heridas. Se determinó que el ritmo de cicatrización está estrechamente correlacionado con la corriente eléctrica generada en el lugar de la herida. Los estudios demuestran que la ES promueve el crecimiento de los fibroblastos de la piel, mejora la migración celular hacia la zona lesionada y aumenta la producción de diversos factores de crecimiento (FGF-1 y FGF-2). [Galan 2018] En estudios in vitro e in vivo, se ha demostrado que el ES mejora las actividades celulares, como la síntesis de colágeno y ATP, aumenta la perfusión tisular, disminuye el edema y promueve la angiogénesis. [Jennings 2008] Además, los experimentos científicos preclínicos demostraron que los comportamientos celulares modificados continuaron hasta 3 días después de la estimulación eléctrica inicial.

Estimulación eléctrica y senescencia celular

La eliminación de las células senescentes y sus toxinas SASP previene el deterioro de la salud de la piel relacionado con la edad. Aunque la exfoliación, el peeling, la abrasión u otros métodos físicos se aplican para eliminar las células senescentes de la superficie cutánea, no puede hacerse lo mismo con las células de la dermis. Esas células "durmientes" acumuladas con el envejecimiento pueden reactivarse aplicando corriente eléctrica directa. En el estudio de Li [2021], se demostró que el campo eléctrico revierte la senescencia de las células madre e influye en la proliferación y regeneración celular.

Notas para llevar a casa

La piel envejece y pierde gradualmente su funcionalidad y soporte estructural debido a factores intrínsecos y extrínsecos.
La disminución de la ECM relacionada con la edad contribuye a que las células de la piel estén presentes sin actividad y generando materiales tóxicos (células durmientes, o células de senescencia)
Una hipótesis emergente postula que la senescencia de los fibroblastos es el principal motor del proceso de envejecimiento cutáneo, ya que aumenta la liberación de SASPs y la proliferación de las células se detiene de forma irreversible [Wlascheck 2021].
Los fibroblastos son el principal tipo de células que constituyen la capa de la dermis de la piel. Producen componentes integrales de la matriz extracelular (MEC), como el colágeno [5].
Durante el proceso de envejecimiento de la piel, la MEC sufre drásticas alteraciones estructurales y degradación, lo que da lugar a fenotipos de envejecimiento de adelgazamiento dérmico y pérdida de elasticidad que acaban provocando la formación de arrugas [6]. (véase: tratamientos para reducir las arrugas)
La senescencia permanente o envejecimiento cutáneo puede ser inducida en fibroblastos no replicantes (senescentes) por factores de estrés intrínsecos y extrínsecos.
La estimulación eléctrica aumenta la migración y la biosíntesis de fibroblastos dérmicos y proporciona mecanismos potenciales por los que el campo eléctrico puede utilizarse para mejorar la cicatrización y reparación de tejidos[Chao 2007].
El campo eléctrico parece desempeñar un papel importante en el control de la actividad de los fibroblastos en el proceso de cicatrización de heridas.
La estimulación eléctrica tiene un efecto beneficioso en la cicatrización de heridas.
Rouabha et al [2013] demostraron que la exposición a la estimulación eléctrica promueve el crecimiento de los fibroblastos de la piel y aumenta la secreción de los factores de crecimiento, dirige la migración de los fibroblastos y aumenta las tasas de migración, promoviendo así la cicatrización de heridas.
Los estudios han demostrado que los EF aplicados estimulan la proliferación y diferenciación celular, así como la síntesis de factores de crecimiento y proteínas de la matriz
La migración celular desempeña un papel importante en la cicatrización de heridas.

Ilustraciones

Ilustración de las capas de la piel humana

Senescencia celular y envejecimiento. La duración de la vida del organismo está controlada por factores internos y externos que inducen la senescencia y, por tanto, la detención de la proliferación. El texto enumera desencadenantes moleculares y fisiológicos que pueden conducir a: desgaste de los telómeros, aneuploidía, respuesta DDR, modulaciones epigenéticas y disfunción mitocondrial; estas son causas de senescencia que se manifiestan como pérdida de proliferación celular y aparición del fenotipo secretor asociado a la senescencia (SASP) en células en división, o simplemente SASP solo en células que no se dividen. [Bhatia-Ney 2016 La senescencia celular como nexo causal del envejecimiento].

**El daño lleva al nexo causal lleva a los efectos.**

Figura 06. **El daño lleva al nexo causal lleva a los efectos.**
En diferentes especies, las causas de la senescencia celular pueden ser similares, pero tener magnitudes diferentes. Por ejemplo, en ratones **(A)** el daño al ADN/la activación de supresores tumorales puede ser un factor importante, mientras que en humanos **(B)**, la erosión de los telómeros puede tener un efecto mayor porque los humanos tienen telómeros mucho más cortos que los ratones. En ambas especies, los daños acumulados y no reparados en el genoma celular, el epigenoma y los orgánulos (causas) se manifiestan finalmente en el fenotipo visible, evidente como rasgos envejecidos del organismo, como disfunción de órganos, pérdida de integridad estructural y cambios fisiológicos y anatómicos (efecto). El vínculo entre causa y efecto, el *nexo causal*, es la senescencia celular. Además, se ha demostrado que, en ratones, el bloqueo de la división celular por sí solo, en ausencia de cualquier daño molecular, puede inducir un envejecimiento prematuro similar al de la Progeria. [Bhaty-Ddey 2016]
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Referencias

1. Chao PH, Lu HH, Hung CT, Nicoll SB, Bulinski JC. Effects of applied DC electric field on ligament fibroblast migration and wound healing. Connect Tissue Res. 2007;48(4):188-197.

2. Jennings J, Chen D, Feldman D. Respuesta transcripcional de los fibroblastos dérmicos en campos eléctricos de corriente continua. Bioelectromagnetics. 2008;29(5):394-405.

3. Galán, Edgar & Bayat, Ardeshir. (2018). Efectos de la estimulación eléctrica con corriente alterna en fibroblastos dérmicos humanos. Conferencia MACE PGR Universidad de Manchester, Reino Unido, 26 de marzo de 2018.

4. Lee YI, Choi S, Roh WS, Lee JH, Kim TG. Cellular Senescence and Inflammaging in the Skin Microenvironment. Int J Mol Sci. 2021;22(8):3849.

5. Campisi J. El papel de la senescencia celular en el envejecimiento cutáneo. J Investig Dermatol Symp Proc. 1998;3(1):1-5.

6. Bhatia-Ney 2016 La senescencia celular como nexo causal del envejecimiento.

7. Ho CY, Dreesen O. Faces of cellular senescence in skin aging. Mech Ageing Dev.021;198:111525.

8. Bourdens M, Jeanson Y, Taurand M, Juin N, Carrière A, Clément F, Casteilla L, Bulteau AL, Planat-Bénard V. La exposición breve al plasma atmosférico frío induce la senescencia en fibroblastos de piel humana y células estromales mesenquimales adiposas. Sci Rep. 2019 Jun 17;9(1):8671.

9. McCart EA, Thangapazham RL, Lombardini ED, Mog SR, Panganiban RAM, Dickson KM, Mansur RA, Nagy V, Kim SY, Selwyn R, Landauer MR, Darling TN, Day RM. Senescencia acelerada en la piel en un modelo murino de lesión multiorgánica inducida por radiación. J Radiat Res. 2017 Sep 1;58(5):636-646.

10. Li G, Zhu Q, Wang B, et al. Rejuvenation of Senescent Bone Marrow Mesenchymal Stromal Cells by Pulsed Triboelectric Stimulation. Adv Sci (Weinh). 2021;8(18):e2100964.

11. Galán, Edgar & Bayat, Ardeshir. (2018). Efectos de la estimulación eléctrica con corriente alterna en fibroblastos dérmicos humanos. Conferencia MACE PGR Universidad de Mánchester, Reino Unido, 26 de marzo de 2018.

12. Ho CY, Dreesen O. Faces of cellular senescence in skin aging. Mech Ageing Dev. 2021;198:111525.

13. Wlaschek, M.; Maity, P.; Makrantonaki, E.; Scharffetter-Kochanek, K. Connective tissue and fibroblast senescence in skin aging. J. Investig. Dermatol. 2021, 141, 985-992.

14. Chao PH, Lu HH, Hung CT, Nicoll SB, Bulinski JC. Effects of applied DC electric field on ligament fibroblast migration and wound healing. Connect Tissue Res. 2007;48(4):188-197.

15.

16. Jennings J, Chen D, Feldman D. Transcriptional response of dermal fibroblasts in direct current electric fields. Bioelectromagnetics. 2008;29(5):394-405.

17. Rouabhia M, Park H, Meng S, Derbali H, Zhang Z. Electrical stimulation promotes wound healing by enhancing dermal fibroblast activity and promoting myofibroblast transdifferentiation. PLoS One. 2013;8(8):e71660.