La piel (del latín pellis) o cutis (del latín cutis) o sistema tegumentario,Bases de la fisiología, (2ª edición). Autores: Meritxell Lópex Gallardo, Beatriz Gal Iglesias. Consultado el 7 de febrero de 2020. es la cubierta externa de los animales vertebrados y uno de sus órganos más importantes. Las cubiertas de otros animales, como el exoesqueleto de los insectos, tiene otra estructura, composición química y desarrollo embrionario. Mientras otros animales poseen una epidermis similar, la dermis, la capa de tejido conjuntivo debajo, es característica de los cordados.
Actúa como barrera protectora que aísla al organismo del medio que lo rodea, protegiéndolo y contribuyendo a mantener íntegras sus estructuras, funciona también como sistema de comunicación con el entorno y es uno de los principales órganos sensoriales, contiene terminaciones nerviosas que actúan como receptores de tacto, presión, dolor y temperatura. Está formado por la piel propiamente dicha y las faneras o anejos cutáneos que son: pelos, uñas, glándulas sebáceas y sudoríparas.
Las enfermedades de la piel son estudiadas por la dermatología.
Desarrollo En el desarrollo del embrión (embriogénesis) la piel de invertebrados y de vertebrados tiene origen a partir de dos de las capas germinales. La epidermis deriva de la capa ectodermo, la dermis y la hipodermis derivan de la capa mesodermo.
Las estructuras cutáneas surgen de la epidermis e incluyen una variedad de características como el pelo, las plumas, las garras y las uñas.
Durante la embriogénesis, la epidermis se divide en dos capas: la peridermis (que se pierde) y la capa basal germinativa. La capa basal es una capa de células madre y, mediante divisiones asimétricas, se convierte en la fuente de células de la piel durante toda la vida. Se mantiene como capa de células madre a través de una señal autocrina, TGF alfa, y a través de la señalización paracrina del FGF7 (factor de crecimiento de los queratinocitos) producido por la dermis por debajo de las células basales. En ratones, la sobreexpresión de estos factores conduce a una sobreproducción de células granulares y a una piel gruesa.
El pelo y las plumas se forman en un patrón regular y se cree que es el resultado de un sistema de reacción-difusión. Este sistema de reacción-difusión combina un activador, Sonic hedgehog, con un inhibidor, BMP4 o BMP2, para formar grupos de células en un patrón regular. Las células epidérmicas que expresan Sonic hedgehog inducen la condensación de células en el mesodermo. Los grupos de células mesodérmicas devuelven la señal a la epidermis para que forme la estructura adecuada para esa posición. Las señales BMP de la epidermis inhiben la formación de placodas en el ectodermo cercano.
Se cree que el mesodermo define el patrón. La epidermis instruye a las células mesodérmicas para que se condensen y luego el mesodermo instruye a la epidermis de qué estructura hacer a través de una serie de inducciones recíprocas. Los experimentos de trasplante con la epidermis de ranas y tritones indicaron que las señales mesodérmicas se conservan entre las especies, pero la respuesta epidérmica es específica de la especie, lo que significa que el mesodermo instruye a la epidermis de su posición y la epidermis utiliza esta información para hacer una estructura específica.
Estructura histológica miniatura|La piel está formada por una capa superficial denominada epidermis y otra profunda llamada dermis. Bajo la dermis se encuentra la hipodermis o tejido celular subcutáneo. La estructura histológica básica de la piel es igual en todos los vertebrados.
De manera general desde la superficie hacia la profundidad la piel está formada por tres capas: La epidermis. La dermis. La hipodermis. Cada una de las capas tiene funciones y componentes diferentes. Dentro de la dermis suelen encontrarse los anexos tegumentarios o faneras, incluso aquellos de origen epidérmico, como el pelo.
La dermis se compone de dos estratos, uno superficial y otro compacto, que presentan las mismas características y son homólogos en todos los grupos, pero reciben distintos nombres de acuerdo al grupo de vertebrados: Stratum superficialeStratum compactumCondrictiosStratum vasculareStratum compactumOsteíctiosStratum laxusStratum compactumAnfibiosStratum spongiosumStratum compactumSinápsidosCapa papilarCapa reticular
Funciones La piel tiene distintas funciones, más o menos marcadas según la especie de que se trate Barrera de protección frente el medio externo, está dentro de las primeras barrera inmunológica. Mimetismo: permite camuflarse. Respiración: la respiración cutánea se da en los anfibios; en el caso de los parásitos anteriormente citados la absorción de nutrientes incluye oxígeno. Excreción: es el caso del sudor, una orina muy diluida que además de eliminar sustancias nocivas también permite reducir la temperatura corporal. Papel diagnóstico: observando su aspecto se pueden detectar enfermedades, tanto propias de la piel (lepra, sarna, etc.) como de otras partes del cuerpo (ver sección Dermatología). Además, es un indicador de la edad del individuo. Importancia en el cortejo: mediante la coloración del tegumento, y de sus faneras (como plumas y pelo) se reconocen individuos del sexo opuesto mediante dimorfismo sexual. También sirven para la exclusión de individuos de otras especies distintas en algunos casos.
Faneras
Las faneras son estructuras anejas a la piel, cada una con una función determinada. Escamas, plumas, pelos tienen una función básica de recubrimiento para servir de protección o mantener la temperatura, aunque estas funciones se pueden ampliar y modificar (ejemplo: las plumas se utilizan en el vuelo de las aves). Otras faneras, como cuernos, garras, etc., están al servicio de la depredación, o a la defensa. Finalmente, hay toda una serie de glándulas exocrinas que secretan sustancias para mantener la impermeabilización, la temperatura, grado de humedad, etc. Pero también venenosas para defenderse de los depredadores, o sustancias nutritivas como las glándulas mamarias exclusivas de mamíferos. Escamas: en peces teleósteos, reptiles, remanente en aves y en algunos mamíferos. Osteodermos, osteocutos o placas óseas: en reptiles, por ejemplo en cocodrilos y en el caparazón de las tortugas. También aparecen en los mamíferos del orden Xenarthra. Plumas: aves. Pelos: mamíferos. Cuernos: característicos de algunos grupos de mamíferos. Se dividen en cuernos propiamente dichos, astas. El «cuerno» del Rinoceronte es una estructura córnea única. Uñas. Garras. Faneras especializadas, como el órgano perliforme en peces o espolones en machos de especies de anfibios (ambos ayudan en el acoplamiento). Glándulas exocrinas. Glándulas mucosas. Glándulas serosas. Glándulas sudoríparas. Glándulas sebáceas. Glándulas ceruminosas - glándulas del canal del oído que producen cerumen. Glándulas mamarias.
Invertebrados Nematodos miniatura|Cutícula superficial rota arrugada y debajo la Epidermis lisa (flecha) del nematodo C. elegans. Microscopio electrónico de barrido. El cuerpo de los nemátodos está recubierto por una delgada cutícula protectora de tres capas. Una membrana basal separa la cutícula de la epidermis que la segrega. La epidermis tiene una estructura celular o sincitial que está engrosada en su capa interna con forma de cordón.
Artrópodos miniatura|Esquema de piel de artrópodo A= Cutícula y epidermis. Cutícula: 1: Epicutícula; 2: Exocutícula; 3: Endocutícula; 4= Epitelio; 5: Lámina basal; 6: Célula epitelial; 6a: Canal poroso; 7: Célula glandular; 8: Célula tricógena; 9: Célula tormógena; 10: Terminación nerviosa; 11: Pelo sensorial; 12: Pelo; 13: Poro glandular. En los artrópodos, la capa más exterior del tegumento es la cutícula, que es una formación rígida, sin células, compuesta por quitina y segregada por la epidermis que es el tejido vivo subyacente. La epidermis está formada por una sola capa de células epiteliales cúbicas o cilíndricas que descansan sobre la lámina basal, una capa muy delgada, amorfa y acelular de tejido conjuntivo.
Vertebrados Cephalochordata Presenta la misma estructura que los vertebrados pero muy simplificada. La epidermis es una capa simple de células. La dermis es delgada y carece de pigmentos.
Ciclostomos miniatura|Sección de la piel de la región de la cabeza de una larva de Lámprea. Modificado de Holbrook (1908). La epidermis es un poco más compleja que la de los cefalocordados, pero no posee estrato córneo. Dentro de la dermis poseen pigmento y unos tabiques a intervalos regulares llamados miocommata.
Peces miniatura|Escamas de Rutilus rutilus. La epidermis es muy sencilla, con una capa superficial de queratina. La epidermis de los peces dispone de glándulas que secretan una sustancia llamada mucus que le proporciona protección, lubrica la superficie y disminuye la resistencia al roce con el agua.Gil Caño F.; Ayala Florencia no M.D; López Albors D. Morfología externa típica de un pez teleósteo. Universidad de Murcia. Consultado el 16 de enero de 2019. La dermis es más compleja y está dividida en los dos estratos de tejido conjuntivo fibroso y laxo. En la dermis se originan las escamas y se encuentran los cromatóforos, por ejemplo con melanina, que dan el color a la piel. La piel se compone de dos capas: epidermis revestida por una cutícula y dermis en la que se originan las escamas que en realidad son placas flexibles calcificadas e imbricadas.
Anfibios miniatura|Piel de sapo. A: glándula mucosa, B: cromatóforo, C: glándula venenosa, D: tejido conectivo, E: estrato córneo, F: zona de transición, G: Epidermis, H: Dermis. La piel de los anfibios es muy fina, lo que hace posible la respiración cutánea. Carece de pelo, pero posee glándulas mucosas productoras de mucus que la mantiene húmeda continuamente. Algunas especies disponen de glándulas que secretan sustancias venenosas que las protegen de depredadores.Reduca (Biología). Serie Zoología.
miniatura|Piel de Ajolote corte histológico. Epidermis en rojo. Dermis en celeste. En el ajolote adulto la epidermis es pseudoestratificada y carece de un estrato córneo. Por encima del estrato germinativo, las células epiteliales se entremezclan con células de Leydig. La dermis contiene glándulas mucosas y granulares que están incrustadas dentro del estrato esponjoso, que es una red suelta de fibras de colágeno delgadas y fibroblastos que se encuentran por encima de un estrato compacto.
Reptiles La piel de los reptiles no posee glándulas para humedecerla, lo que le da un aspecto seco y duro, presenta una capa córnea que contiene escamas córneas que la hace impermeable al agua y resistente a la desecación. En muchas especies se produce el fenómeno de la muda que es el proceso de cambio de la capa más externa de la piel, necesaria para permitir el crecimiento del animal, se produce con una periodicidad variable entre 1 y 12 meses. Cocodrilos y quelonios presentan placas osificadas en la dermis que reciben el nombre de osteodermos, y tienen una función protectora. Presenta dos capas dermis y epidermis, pero está última está cubierta por una tercera capa casi traslúcida y ornamentada que recibe el nombre de epidermícula.
Aves miniatura|Gaviotas acicalándose con la secreción uropígea. Tienen la piel cubierta por plumas de diferentes tipos. Las plumas son desde el punto de vista estructural protuberancias corneas que surgen de la epidermis. Poseen glándula uropígea que está situada en la base de la cola y produce una secreción grasa que el mismo animal distribuye con el pico por el plumaje para impermeabilizarlo. Esta glándula se desarrolla especialmente en las aves acuáticas. Algunas aves marinas también poseen glándulas especializadas de la sal.
Mamíferos
Lo más característico de la piel de los mamíferos es el pelo y las glándulas mamarias. También presentan faneras especializadas como los cuernos y las astas.
Ser humano