Pigmentos de la piel: tipos y factores ambientales

Pigmentos de la piel

Los pigmentos de la piel son esenciales para muchas especies, incluidos los humanos, para bloquear los dañinos rayos ultravioleta (UV) del sol. En los animales, especialmente los que viven en el mar, tales cambios en la coloración externa son importantes para proteger contra los rayos UV, mezclarse con el entorno que los rodea, considerado una coloración críptica, atraer parejas, protegerse de los depredadores y comunicarse.

Los pigmentos de la piel dan como resultado colores específicos debido a la absorción selectiva de la luz solar. En esta lección, consideraremos tres tipos de pigmentos y un tipo de célula que permite a los animales alterar la coloración de su piel.

• Melanina
• Carotenoides
• Bioluminiscencia
• Células de cromatóforo

Melanina

La melanina es el factor principal que determina el color de la piel en los seres humanos. Los melanocitos se acumulan en el estrato basal de la piel y producen gránulos de melanina, melanogénesis. Los queratinocitos en las células del estrato espinoso que residen por encima de la capa del estrato basal toman los gránulos de melanina de los melanocitos y los colocan sobre el núcleo para proteger su ADN de la radiación UV. Una cantidad cada vez mayor de luz solar, como podría ocurrir al tomar el sol, conduce a una mayor absorción de gránulos de melanina y una apariencia de piel más oscura, que de otra manera se considera un bronceado. Más melanocitos equivalen a un color de piel más oscuro.

Si bien la respuesta a una mayor exposición al sol puede ser protectora de alguna manera, es un factor de riesgo para un tumor de melanocitos, llamado melanoma , que puede ser agresivo y diseminarse a otros tejidos (metastásico). En el otro extremo del espectro, algunos humanos y otros animales no producen suficiente melanina, albinismo , lo que da como resultado una piel y ojos claros, ya que el iris también tiene cantidades reducidas de melanocitos. También hay casos en los que las personas pierden la pigmentación de la piel en determinadas regiones, lo que también se denomina vitiligo . El caso más conocido de esta enfermedad fue el del ex cantante Michael Jackson, cuya piel se volvió más clara con el tiempo. En otras personas, puede dar lugar a áreas irregulares oscuras y claras, como en la mano y las extremidades.

La melanina se deriva del aminoácido, la tirosina y la tirosinasa es responsable de la formación de melanina en la piel humana, los ojos y el color del cabello. La melanina existe en tres formas:

• Eumelanina
• Feomelanina
• Neuromelanina

La eumelanina es la más común y da lugar a una apariencia rubia, gris, marrón o negra. está presente en la región de la areola alrededor del pezón, la piel, los folículos pilosos y el iris. La feomelanina da como resultado un tono rosado a rojo y está presente en personas con cabello rojo, la región del pene, los labios, los pezones y la región vaginal. Como su nombre lo indica, la neuromelanina se encuentra en la región del cerebro y provoca una apariencia oscura en las células que expresan este pigmento. Esas células incluyen células catecolaminérgicas de la sustancia negra pars compact y locus coeruleus.

Carotenoides

Los carotenoides son una fuente importante de pigmento de la piel en otros animales. El mejor ejemplo son los flamencos. El color natural de los flamencos es el blanco. Sin embargo, los carotenoides consumidos a través de su dieta conducen al hermoso color rosa que imaginamos con los flamencos. Más de 600 carotenoides se encuentran en varios organismos. Los animales no pueden producir tales carotenoides y, en cambio, dependen de las plantas para tal pigmentación. Esta forma de pigmentación es común en los animales marinos, como las langostas.

Tal pigmentación da como resultado una apariencia externa de varios tonos, incluidos rojo, azul, violeta, rosa y verde. Los invertebrados marinos pueden cambiar rápidamente los colores según el tipo de carotenoproteína, y tales cambios pueden usarse para camuflarse, comunicarse o atraer parejas. Las dos carotenoproteínas principales son el tipo A (cromógeno) y el tipo B, y el tipo A se expresa en la cubierta exterior (caparazón o piel) de estos animales.

Bioluminiscencia

En las profundidades del mar, poca luz solar penetra en esta región. Por lo tanto, muchos animales marinos que viven en estas aguas producen su propia fuente de luz exterior en forma de bioluminiscencia , que está relacionada con la quimioluminiscencia. En este caso, la energía química se convierte en energía luminosa. Hasta el 90% de todos los animales marinos que viven en las profundidades marinas pueden producir algún tipo de bioluminiscencia, donde los colores más comunes son los tonos azules y verdes, aunque algunas de estas especies pueden producir luz roja, infrarroja e incluso amarilla. Fotóforosson responsables de dicha emisión de luz. La producción de dicha luz requiere luciferina, luciferasa, sal y oxígeno que producen fotoproteínas que emitirán luz en presencia de otros iones, como el calcio. En los arrecifes de coral y las anémonas de mar, pueden emitir fluorescencia absorbiendo luz en una longitud de onda y reemitiéndola como otra. Dichos pigmentos biológicos pueden servir como protector solar natural contra los rayos ultravioleta, ayudar en la fotosíntesis, proporcionar una señal de alarma o advertencia a los competidores o depredadores, atraer parejas o confundir a los depredadores.

Cromatóforos

Además de los fotóforos, otros invertebrados marinos, como calamares, sepias, nudibranquios y pulpos (cefalópodos), tienen cromatóforos que se encuentran debajo de la piel o escamas. Las células cromatóforos pueden cambiar sus pigmentos de color mediante la estimulación directa de las neuronas motoras centrales. Tal adaptación permite que tales especies se mezclen rápidamente con su entorno circundante. Los colores que resultan de los cromatóforos también se pueden usar para atraer parejas, protegerse de los depredadores y comunicarse. Por tanto, se puede pensar que tales especies «hablan en color». Sin embargo, esta respuesta rápida requiere la coordinación de muchas células, incluidas la célula cromatóforo, las células musculares, los nervios y las células gliales. Las células cromatóforas contienen vesículas que contienen tres pigmentos diferentes. Los tres tipos de células cromatóforas son:

• Eritroporos: contiene pigmentos rojizos, incluidos carotenoides y pteridinas
• Melanóforos: contiene pigmentos negros y marrones, en particular, melanina.
• Xantóforos: contiene pigmentos amarillos en forma de carotenoides

El color resultante depende de las diferentes capas de cromatóforos que se contraen y liberan sus vesículas. Dos categorías generales de color que pueden resultar de tales celdas son:

• Biocromos: donde los colores se forman químicamente a partir de pigmentos microscópicos y naturales.
• Esquemacromos: son similares a los prismas en que refractan y dispersan la luz visible en el ambiente, lo que conduce a la reflexión de varias combinaciones de colores.

En las especies que tienen cromatóforos y la capacidad única de generar una gama de colores que puede coincidir perfectamente con su entorno, es importante tener en cuenta que dichos cambios de color son rápidos y de corto plazo, y en muchos casos, se ponen en marcha por el entorno inmediato del animal. De hecho, un experimento con pulpos los colocó en varios colores o fondos en blanco y negro, y casi instantáneamente, pudieron mezclarse con su fondo y cambiar rápidamente a medida que cambiaba el fondo. El número y tipo de cromatóforos también puede cambiar con el tiempo. Al cambiar el tipo de cromatóforos, su tamaño, estiramiento y estado contráctil, cambia los pigmentos de color e incluso la transparencia u opacidad. Esta es un área de gran interés para muchos biólogos,

Este dibujo muestra una especie de pulpo y algunos de los colores que pueden producir debido a los cromatóforos.

Resumen de la lección

Los pigmentos de la piel son esenciales para muchas especies, incluidos los humanos, donde protegen contra los rayos UV. En los animales marinos, tales cambios en la coloración externa son importantes para proteger contra los rayos ultravioleta, mezclarse con su entorno circundante, considerado una coloración críptica, atraer parejas, protegerse de los depredadores y comunicarse. Los pigmentos de la piel dan como resultado colores específicos debido a la absorción selectiva de la luz solar. Los principales tipos de pigmentación considerados en esta lección fueron la melanina, los carotenoides y la bioluminiscencia. La melanina existe en tres formas. La eumelanina es la más común y da lugar a una apariencia rubia, gris, marrón o negra. está presente en la región de la areola alrededor del pezón, la piel, los folículos pilosos y el iris. Feomelaninada como resultado un tono rosado a rojo y está presente en personas con cabello rojo, la región del pene, los labios, los pezones y la región vaginal. Como su nombre lo indica, la neuromelanina se encuentra en la región del cerebro y provoca una apariencia oscura en las células que expresan este pigmento. Los carotenoides son pigmentos que se encuentran en las plantas que causan coloración en aquellos animales que consumen tales especies. Se ve en flamencos y muchos invertebrados marinos.

Las especies marinas, especialmente las que viven en las profundidades marinas donde penetra poca luz solar, pueden contener otro tipo de células que emiten una fuente de luz o provocan una pigmentación externa: fotóforos y cromatóforos . Los fotóforos dan como resultado bioluminiscencia donde la energía química se convierte en energía luminosa. Los cromatóforos están presentes en calamares, sepias, nudibranquios y pulpos (cefalópodos). Estas células dan lugar a una deslumbrante variedad de colores diseñados para camuflarse, atraer parejas, alejar a los depredadores y comunicarse. Estas especies verdaderamente ‘hablan en color’.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador