Foto envejecimiento cutáneo inducido por radiación ultravioleta e impacto en alteración del ADN

Foto envejecimiento cutáneo inducido por radiación ultravioleta e impacto en alteración del ADN

Autora principal: Valeria Sánchez López

Vol. XX; nº 04; 133

Photo skin aging induced by ultraviolet radiation and impact on DNA alteration

Fecha de recepción: 29/01/2025

Fecha de aceptación: 21/02/2025

Incluido en Revista Electrónica de PortalesMedicos.com Volumen XX. Número 04 Segunda quincena de Febrero de 2025 – Página inicial: Vol. XX; nº 04; 133

Autoras:

Dra. Valeria Sánchez López

Médico general, Investigadora independiente, Universidad de Ciencias Médicas, San José, Costa Rica. https://orcid.org/0009-0006-7978-649X

Dra. Claudia Fallas Corrales

Soy médica general, con interés en la investigación médica. Mis áreas de interés incluyen la innovación en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades. Universidad de Ciencias Médicas, San José, Costa Rica https://orcid.org/0009-0007-3796-9105

Resumen

El foto envejecimiento cutáneo se puede dar por causas de origen endógenas como factor cronológico, y exógenas que hace referencia a causas ambientales, y se define como la superposición de los factores de ambos orígenes, es un proceso inevitable sin embargo las causas exógenas como la radiación ultravioleta, que tiene gran impacto sobre nuestro ADN, alterando la estructura del colágeno y generando múltiples cambios que conlleva a cambios físicos acelerados como arrugas precoces y lesiones hiperpigmentadas, e incluso puede predisponer a procesos de carcinogénesis, existen distintas medidas de prevención que van a mermar los cambios antes mencionados como uso de foto protección principalmente.

Palabras clave: piel, foto envejecimiento, radiaciones ultravioletas, foto protección, vitaminas, arrugas

Abstract

Skin photoaging can occur due to endogenous causes such as a chronological factor, and exogenous causes that refer to environmental causes, and is defined as the superposition of factors from both origins. It is an inevitable process, however, exogenous causes such as radiation ultraviolet, which has a great impact on our DNA, altering the structure of collagen and generating multiple changes that lead to accelerated physical changes such as early wrinkles and hyperpigmented lesions, and can even predispose to carcinogenesis processes, there are different measures of prevention that the afore mentioned changes will undermine, mainly the use of photo protection.

Keywords: skin, photo aging, ultraviolet radiation, photo protection, vitamins, wrinkles

Declaración de buenas prácticas

Los autores de este manuscrito declaran que:

Todos ellos han participado en su elaboración y no tienen conflictos de intereses.

La investigación se ha realizado siguiendo las pautas éticas internacionales para la investigación relacionada con la salud con seres humanos elaboradas por el consejo de Organizaciones Internacionales de las Ciencias Médicas (CIOMS) en colaboración con la Organización Mundial de la Salud (OMS).

El manuscrito es original y no contiene plagio.

El manuscrito no ha sido publicado en ningún medio y no está en proceso de revisión en otra revista.

Han obtenido los permisos necesarios para las imágenes y gráficos utilizados.
Han preservado las identidades de los pacientes.

Método

Para la siguiente investigación se realizó una revisión bibliográfica en la que se seleccionaron un total de trece publicaciones, seis en español y siete en inglés.

Los artículos científicos, revisiones sistemáticas, estudios observacionales y guías internacionales fueron consultados de bases de datos como SciELO, Elsevier, Pubmed, Google Scholar, Dynamed, AccesMedicine y Cochraine.

Se utilizo bibliografías con fechas de publicación entre los años 2017 y 2023, que fueran de fuentes confiables.

Entre los temas que se revisaron en los artículos se incluyen anatomía y composición de la piel, funciones, fisiopatología de rayos ultravioleta, clínica del foto envejecimiento y prevención.

Introducción

La piel es el órgano más grande del cuerpo, con superficie de 0.25 m² en el recién nacido y hasta 1.8 m² en el adulto; consta de tres capas: la epidermis, la dermis (corion) y la hipodermis. (1). Es importante tener conocimiento de la composición de la piel para entender de mejor manera como surgen los cambios y como estos afectan a los distintos estratos.

La epidermis avascular es la capa más superficial; consta de cuatro capas. Las células muertas queratinizadas de la capa externa de queratina (estrato córneo) están estratificadas y superpuestas, y las células más externas se desprenden con regularidad (descamación). Debajo del estrato córneo se encuentran la capa granular (estrato granuloso), la capa espinosa (estrato espinoso) y la capa basal (estrato basal). Las células vivas en estas capas, de manera destacada queratinocitos, se nutren de la dermis y se mantienen unidas por proteínas, incluidos los desmosomas. Los melanocitos de la epidermis inferior contienen melanina (un pigmento), cuya concentración está determinada por la genética, la luz solar, la reparación de lesiones y las hormonas. (2)

Desarrollo

• Funciones de la piel

La piel es un órgano que cuenta con una amplia variedad de funciones que se detallaran a continuación.

Función de protección se da mediante su especial textura y composición protege a los órganos internos de traumatismos mecánicos, físicos y químicos, a la vez que evita la perdida de agua y electrolitos desde el interior (3). Además las células más externas de la epidermis están muertas y cornificadas, y actúan como una fuerte barrera protectora contra el medio ambiente, incluida la invasión bacteriana y la exposición química. (1).

Cumple función de termorregulación, mediante los fenómenos de vasodilatación y vasoconstricción en los plexos vasculares cutáneos se aumenta o reduce la temperatura de la piel y, en situaciones de calor exterior extremo, la secreción sudoral ecrina refresca la superficie cutánea. (3)

Tiene función de sensación al tacto, presión, vibración, temperatura, dolor y prurito captados por receptores sensoriales libres y/o corpúsculos sensoriales, y de secreción por medio de glándulas ecrinas y apocrinas. (3)

Función inmunológica se ha demostrado que los queratinocitos intervienen de forma activa en el sistema inmune cutáneo o SALT (tejido linfoide asociado a la piel), tanto en las interacciones celulares con las células de Langerhans y los linfocitos T epidermotropicos, como la producción de citocinas. (3)

Producción de vitamina D, la piel es el único órgano donde, en condiciones fisiológicas e inducida por la radiación UVB, se realiza la transformación completa del 7-dehidrocolesterol en calcitriol (1,25-dihidroxivitamina D) (3)

• Fisiopatología del foto envejecimiento

El envejecimiento puede ser de dos tipos según se produzca en áreas del cuerpo expuestas a la radiación o en áreas más protegidas de la piel. En las primeras el envejecimiento es principalmente atribuido a factores extrínsecos como la radiación UV. En áreas protegidas de la piel los factores intrínsecos como la predisposición genética y los cambios en el sistema endocrino tienen una importancia mayor. El foto envejecimiento es la superposición del daño crónico inducido por la radiación con el envejecimiento intrínseco (4)

Los cambios en el envejecimiento de la piel se pueden dividir en cambios intrínsecos (fisiológicos o cronológicos) y extrínsecos (ambientales). Los cambios derivados de la exposición a los rayos ultravioleta solares se superponen a los procesos endógenos de envejecimiento, con cambios estructurales de la piel que incluyen una disminución de la calidad del ADN celular y una estructura alterada del colágeno. (5)

Las radiaciones ultravioleta (UV) son responsables de producir lesiones causantes del foto envejecimiento. Al incidir las radiaciones sobre la piel se producen cambios en su pigmentación y se activan enzimas como las metaloproteinasas de matriz que aumentan la degradación del colágeno, lo que provoca la aparición de los signos más característicos del foto envejecimiento, las arrugas. A los cambios en la estructura y el color de la piel, se suman alteraciones en el ADN, que los sistemas de reparación endógenos procuran eliminar. La protección que aporta la melanina no depende únicamente de su cantidad en la piel. La existencia de receptores funcionales para las melanocortinas, hormonas que regulan la producción de melanina, determina la cantidad y el tipo de melanina que se sintetiza, la respuesta a los rayos UV y la eficacia de los sistemas de reparación (4)

La radiación UV consta de tres componentes: UVA (λ =320-400nm), UVB (λ =280-320nm), y UVC (λ =100-280nm). La radiación UVC, a diferencia de la radiación UVA y UVB, es absorbida casi por completo por la capa de ozono. (6) los rayos UVA pueden penetrar profundamente en la epidermis y se consideran un factor importante en la foto envejecimiento de la piel, incluido el desarrollo de melanomas (7) Cada vez hay más pruebas de que la luz infrarroja (IR; 700 nm – 1 nm), predominantemente en el rango de luz azul (380-455 nm), desempeñan un papel en el foto daño y el foto envejecimiento (8) Los cambios que surgen como resultado de la radiación UVB son visibles principalmente dentro de la epidermis, pero también penetra en la parte superior de la dermis. Los efectos nocivos de la exposición a los rayos ultravioleta incluyen principalmente efectos secundarios en la piel como quemaduras solares, fotodermatosis, hiperpigmentación, foto envejecimiento de la piel y lesiones precancerosas y canceres (6)  El daño al ADN es uno de los efectos más graves de la exposición excesiva de la piel a la radiación ultravioleta y desempeña un papel importante en la inducción de la foto carcinogénesis y también está directamente involucrado en el foto envejecimiento. El mecanismo destructivo de la acción de los UVB y UVA sobre las moléculas de ADN es diferente, lo que está relacionado con la cantidad de energía absorbida por los pares de bases en la cadena de ADN. La acción directa de la radiación UVB sobre el ADN celular produce mutaciones características en la estructura de la cadena nucleica, como la formación de CPD y transversiones de bases pirimidínicas (6)

La exposición prolongada a la irradiación ultravioleta de la piel provoca efectos intracelulares nocivos, incluida la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) y respuestas inflamatorias, lo que provoca un envejecimiento acelerado de la piel (9)

Durante esta respuesta inflamatoria elevada los niveles intracelulares de ROS aumentan y la focalización ubicua puede inducir estrés oxidativo incluso en las células adyacentes, lo que lleva a daño oxidativo molecular. (9)

Un factor fundamental en el envejecimiento de la piel es la exposición acumulativa a la luz solar; al avanzar el proceso de foto envejecimiento, el colágeno y las fibras elásticas experimentan mayores daños. Cabe señalar que la producción de colágeno se mantiene gracias a la tensión mecánica dinámica que ejercen las fibras de colágeno intactas sobre los fibroblastos; no obstante, con la edad y especialmente con los daños causados por el sol, el colágeno se va fragmentando cada vez más y produce menor distensión, como consecuencia, el cuerpo responde sintetizando metaloproteasas (enzimas asociadas a la aparición de cáncer) y menos colágeno, esto genera un círculo vicioso de pérdida gradual de colágeno y disminución del espesor de la piel. (10)

• Manifestaciones clínicas

El envejecimiento prematuro de la piel se caracteriza por engrosamiento epidérmico, hiperpigmentación, arrugas gruesas, angiogénesis, respuestas inmunes e inflamatorias y producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) (9)

Lesiones de combinación de atrofia (de epidermis), hipertrofia (de la dermis papilar por elastosis); La piel parece arrugada, con consistencia coriácea y “envejecida prematuramente”, la piel tiene aspecto céreo, con pápulas y color amarillento y brilloso, y áspera (11)

• Prevención

Aunque los mecanismos exactos aún no se comprenden completamente, cada vez hay más literatura que indica la necesidad de foto protección contra el amplio espectro de radiación electromagnética (UV,VL e IR) para prevenir el foto envejecimiento (8)

El óxido de zinc y el dióxido de titanio pueden proteger contra la LV, pero sólo cuando son de grado pigmentario y no están micronizados. Los protectores solares con color incorporan combinaciones de óxidos de hierro y dióxido de titanio pigmentario para ofrecer protección VL y utilizan los diferentes colores de óxidos de hierro y dióxido de titanio pigmentario para mejorar la combinación de colores en personas de todos los tipos de piel de Fitzpatrick. (8)

Existe buena evidencia de que la foto protección diaria y el uso diario de protector solar juegan un papel importante en la prevención del foto envejecimiento. (8)

La vitamina A y sus derivados son algunas de las sustancias más eficaces para aliviar el envejecimiento (12).

La vitamina C es un antioxidante fuertemente soluble en agua. La piel contiene una alta concentración de vitamina C, que es mucho mayor que la concentración plasmática. La vitamina C es la clave para la biosíntesis de colágeno y puede promover directamente la expresión de genes de colágeno. También protege contra el foto envejecimiento eliminando las ROS generadas por la radiación UV. (12)

Los metabolitos activos de la vitamina D3 pueden proteger la piel contra los efectos peligrosos de los agentes que desencadenan el envejecimiento de la piel, incluidos los rayos UV, la contaminación y las infecciones microbianas Se ha demostrado que la administración oral de altas dosis de vitamina D3 poco después de la exposición a los rayos UVB podría revertir rápidamente el daño cutáneo foto inducido al disminuir la inflamación y la inducción de los mecanismos de reparación de la barrera epidérmica. (13)

Minerales como el cobre, el zinc y el selenio también desempeñan un papel importante en la salud de la piel. Son cofactores en reacciones enzimáticas durante el entrecruzamiento del colágeno y elementos necesarios para la proliferación epidérmica y la diferenciación de queratinocitos. (12)

Conclusión

Al realizar esta revisión bibliográfica se puede concluir que la piel al ser el órgano más extenso del cuerpo cuenta con múltiples funciones entre ellas la protección, sin embargo, no es inmune a los agentes externos en su totalidad como los rayos ultravioletas, los cuales generan gran impacto acelerando el foto envejecimiento y llevando a cabo cambios en el ADN con la aparición de ROS y disminución en producción de colágeno. Cabe recalcar que estos cambios se pueden minimizar con el uso diario de foto protección, evitar exponerse al sol por tiempos prolongados y uso ya sea vía tópica o vía oral de distintas vitaminas como la vitamina A, vitamina C y la vitamina D.

Bibliografía

1. Nitzschke S. Quemaduras y otras lesiones térmicas. In: Doherty GM. eds.Diagnóstico y tratamiento quirúrgicos, 15e. McGraw Hill; 2021. Accessed septiembre 27, 2023. https://accessmedicina-mhmedical-com.bibliotecaucimed.remotexs.co/content.aspx?bookid=3076&sectionid=259189510
2. Piel y uñas. In: Suneja M, Szot JF, LeBlond RF, Brown DD. eds.  Examen diagnóstico, 11e. McGraw Hill; 2021. Accessed septiembre 27, 2023. https://accessmedicina-mhmedical-com.bibliotecaucimed.remotexs.co/content.aspx?bookid=3046&sectionid=256430270
3. Manual de Dermatologia, 2.a edición. Editores: J.Conejo-Mir, J. C. Moreno, F. M. Camacho, pp. 2-27. ISBN Volumen l: 978-84-7885-628-2. ISBN Obra Completa: 978-84-7885-627-5. ISBN Volumen ll: 978-84-7885-629-9
4. Gómez González, M.M. (2017). El color y la edad de la piel: el fotoenvejecimiento. (Trabajo Fin de Grado Inédito). Universidad de Sevilla, Sevilla.
5. Aging in Adults. EBSCO Information Services. Accessed 27 de septiembre de 2023. https://www-dynamed-com.bibliotecaucimed.remotexs.co/condition/aging-in-adults
6. Gromkowska-Kępka KJ, Puścion-Jakubik A, Markiewicz-Żukowska R, Socha K. The impact of ultraviolet radiation on skin photoaging – review of in vitro studies. J Cosmet Dermatol. 2021 Nov;20(11):3427-3431. doi: 10.1111/jocd.14033. Epub 2021 Mar 13. PMID: 33655657; PMCID: PMC8597149.
7. Fitsiou E, Pulido T, Campisi J, Alimirah F, Demaria M. Cellular Senescence and the Senescence-Associated Secretory Phenotype as Drivers of Skin Photoaging. J Invest Dermatol. 2021 Apr;141(4S):1119-1126. doi: 10.1016/j.jid.2020.09.031. Epub 2020 Dec 19. PMID: 33349436.
8. Guan LL, Lim HW, Mohammad TF. Sunscreens and Photoaging: A Review of Current Literature. Am J Clin Dermatol. 2021 Nov;22(6):819-828. doi: 10.1007/s40257-021-00632-5. Epub 2021 Aug 13. PMID: 34387824; PMCID: PMC8361399.
9. Bang E, Kim DH, Chung HY. Protease-activated receptor 2 induces ROS-mediated inflammation through Akt-mediated NF-κB and FoxO6 modulation during skin photoaging. Redox Biol. 2021 Aug;44:102022. doi: 10.1016/j.redox.2021.102022. Epub 2021 May 26. PMID: 34082382; PMCID: PMC8182111.
10. Delgado-Villacis CH, Calvo-Betancur VD, Escobar-Franco MM. Fotoenvejecimiento cutáneo y su relación con el cáncer de piel: revisión sistemática. Medicina & Laboratorio. 2022;26(4):335-351.
11. FOTOSENSIBILIDAD, TRASTORNOS FOTOINDUCIDOS Y ALTERACIONES POR RADIACIÓN IONIZANTE. In: Wolff K, Johnson R, Saavedra AP, Roh EK. eds. Atlas de Dermatología Clínica, 8e. McGraw Hill; 2017. Accessed septiembre 27, 2023. https://accessmedicina-mhmedical-com.bibliotecaucimed.remotexs.co/content.aspx?bookid=3068&sectionid=257606121
12. Geng R, Kang SG, Huang K, Tong T. Boosting the Photoaged Skin: The Potential Role of Dietary Components. 2021 May 16;13(5):1691. doi: 10.3390/nu13051691. PMID: 34065733; PMCID: PMC8156873.
13. Bocheva G, Slominski RM, Slominski AT. The Impact of Vitamin D on Skin Aging. Int J Mol Sci. 2021 Aug 23;22(16):9097. doi: 10.3390/ijms22169097. PMID: 34445803; PMCID: PMC8396468.