Bioquímica e

Fisiologia da Pele,

Cabelo e Acessórios

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

EQB736 – BIOTECNOLOGIA EM COSMÉTICOS

Prof Bernardo DiasProf Bernardo Dias

bernardo@eq.ufrj.br

E-101/102/103, http://www.eq.ufrj.br/biose/

Pele

Funções

- Manutenção da sua própria integridade e da integridade do organismo;

- Proteção contra agressões e agentes externos;

- Absorção e secreção de líquidos;

- Controle de temperatura;

- Barreira a prova d’água

- Absorção de luz UV, protegendo o organismo de seus efeitos nocivos;

- Metabolismo de vitamina D;

- Funções estéticas e sensoriais = aparência, toque, maciez, exalação de odores,

coloração e sensibilidade da pele

- Maior órgão do corpo humano = 2500 cm² (ao nascer) até 18000-25000 cm²

- Espessura: 1,5 – 4mm, com 2 a 4kg de peso médio (base seca)

- Glabra lisa, sem pelos, com espessa camada queratínica palma da mãos e

sola dos pés

- Pilificada mais fina, apresentando sulcos e pregas características resto do

organismo

Pele

Camadas

Pele

Camadas: EpidermeCamada mais externa, compactada, sem rede vascular,

impermeável, perfurada por apêndices da derme

Pele

Camadas: Epiderme

Corneócitos

Processo de maturação dos queratinócitos

- Perda de atividade mitótica, que só

ocorre na camada basal

- Síntese de novas organelas a partir do

estrato espinhoso

- Remodelagem da arquitetura,

claramente observada pela alteração no

formato das células e pelo grau de

compactação das camadas;

- Modificações na membrana;

- Síntese de novos lipídios e proteínas

O tempo total de renovação epidérmica está

entre 59 e 75 dias.

Pele

Funções

Pele

Durante o processo de renovação cellular, a comunicação cellular é mantida por:

- Gap junctions connect neighboring cells and consist of connexons, which are

oligomers of connexins;

- Tight junctions , which are providing an additional barrier for fluid loss or

pathogens, are located in stratum granulosum and consist of transmembrane

proteins, including claudins, occludins and junctional adhesion molecules. These

are linked intracellularly through zonula occludens (ZO) proteins with the actin

cytoskeleton.

- Adherens junctions are composed of transmembrane cadherins such as epithelial

(E-) cadherin. Their cytoplasmic tails interact with p120 and b-catenin, which links

the complex through a-catenin to the actin cytoskeleton.

- Desmosomes are important for cell–cell adhesion and contain transmembrane

cadherins such as desmogleins and desmocollins, which are linked by

intracellular plakins to the intermediate keratin filaments.

Camadas: Epiderme

Pele

- The hemidesmosomal anchoring complex consists of intracellular

hemidesmosomal proteins such as bullous pemphigoid antigen 230 (BP230) and

plectin, and transmembrane hemidesomosomal proteins, collagen XVII and a6b4

integrin. These connect the hemidesmosomes to extracellular matrix proteins of

the basement membrane such as laminin 332, which in addition to collagen IV, is a

major component of the lamina densa. Laminin 332 is a known ligand for collagen

VII, the major constituent of the anchoring fibrils, which connect lamina densa to

the collagen bundles of the upper dermis.

- Focal adhesions are also linking basal keratinocytes to the extracellular matrix and

also as function as a signaling hub to direct signaling proteins at sites of integrin

binding and clustering. Focal adhesions in the epidermis contain the

transmembrane proteins a3b1 integrin and collagen XIII, which bind intracellularly

to adaptor proteins such as talin or kindlin further linking the macromolecular

complex to the actin cytoskeleton.

Camadas: Epiderme

Pele

Estrato espinhoso

Estrato basalConstituído por células tronco, queratinócitos alongados alinhados

perpendicularmente a membrana basal, melanócitos (células dendríticas produtoras

de melanina), células de Langerhans (dendríticas, atuam na defesa imunológica da

pele) e de Merkel (receptores mecânicos na percepção tátil)

Constituído por células poligonais. Nesse estágio inicia-se o processo de

queratinização, no qual filamentos de queratina atravessam o citoplasma, unindo-as

a suas vizinhas. Também inicia-se a formação dos corpos lamelares (estruturas

filtrantes, 100 a 500 nm, composto por fosfolipideos, esfingolipideos e colesterol. Por

exocitose, estes materiais são liberados no espaço intracelular do estrato córneo,

formando o manto hidrolipidico) e os grânulos de querato-hialina

Pele

Estrato granulosoApós a maturação das células espinhosas, há a perda do núcleo e achatamento dos

queratinócitos, com a formação de placas de queratina. As células são unidas pelos

desmossomos de forma mais compacta. Também há presença de corpos lamelares.

Ocorre a síntese de proteínas responsáveis pela estruturação do estrato córneo, como

profilagrina (principal componente dos grânulos de querato-hialina, convertida a filagrina no

estrato córneo, que se ligará a macrofibrilas, ficando retida nos corneócitos, ou será hidrolisada

a NMF, fator natural de hidratação), e involucrina (agente de sustentação do envelope a ser

formado no estrato córneo).

Pele

Camadas: Epiderme

Pele

Estrato córneo

Estrato lúcidoPresente em regiões de pele mais espessa. Origina-se pela fricção e tem função de

proteção mecânica

Composto por corneócitos e corpos lamelares. Possuem dimensões variadas,

dependendo da região e da velocidade dos processos de descamação, com área

superficial entre 500 e 700 μm², diâmetro ~ 30 μm, espessura ~ 0,3 μm. Corneócitos

são preenchidos por uma rede amorfa de fibrilas e altas concentrações de NMF (até

10% em peso seco).

O envelope destes é composta por uma camada proteica (involucrina, que contém

20% dos resíduos em glutamato que permite formar esteres com as

hidroxiceramidas), e por uma fina camada lipídica, que além dos constituintes

lamelares, há também a presença de sebo.

MelanócitosCélulas dendríticas que se originam a partir da crista neuronal,

5-10% da epiderme. Função: coloração da pele e cabelos

através da melanina, que tem como precursor a melanina

MelanogeneseApós a ativação do receptor MC1R, há

liberação de cGMP que ativa a AMP. O

cAMP estimula o RE, que dá inicio a

produção dos melanossomas. Através

do complexo de Golgi são

incorporadas ao melanossoma as

enzimas necessárias ao processo

TRPs (proteínas relacionadas a

tirosinase), que iniciam as

transformações sobre a tirosina. No

fim do processo, o melanossomo é

transferido para o queratinócito.

MSH: hormônio estimulador de

melanocitos

PAR-2: receptores protease ativados

tipo 2

Melanócitos

Tom louro/avermelhado

Tom preto

Tom marrom

Melanócitos

Melanossomas são especializados: os produtores de eumelanina são elipsoides,

eletronicamente densos e com uma intensa matriz fibrilar; os de feomelanina sõ

menores, de formato irregular e pobremente fibrilados. Os dois tipos podem coexistir

no mesmo melanócito.

Obs.: Feomelaninas são fotolabeis, e os radicais livres formados intensificam os

efeitos deletérios da radiação

Melanócitos

Não há diferenças no numero de melanocitos entre as peles negra e branca, mas

sim em sua forma, tamanho e atividade; o mesmo ocorre no padrão de arranjo dos

melanossomas nos queratinocitos.

Na pele negra, os melanocitos são maiores, mais dendriticos, contem mais

melanossomas, distribuídos isoladamente dentro citosol dos queratinocitos,

predominantemente ao redor do núcleo;

Na pele branca, os melanossomas encontram-se aglomerados em clusters

contendo de 2 a 8, ligados as membranas supranucleares, também localizadas no

citosol ao redor do núcleo.

Na pele de asiáticos, há uma mistura dos dois arranjos de melanossomas, sendo

que quanto mais isolado, mis escuro

Pele

Camadas: DermeSuporta a epiderme, composta por tecidos conectivos

fibrosos de elastina e colágeno, altamente vascularizada

Pele

Derme Reticular

Derme PapilarPossui inúmeras interdigitações (papilas dermais), com uma fina rede de fibras elásticas,

perpendiculares a superfície (oxitalanas), resultando em desmoplaquinas (fibras de elastina,

fibrilina e microfibrila). Tem como função fixar a membrana basal a rede de fibras elásticas da

derme

Tecido conectivo denso e irregular que garante a força e elasticidade da pele. Possui colágeno

(70-80% da derme, produzidos por fibroblastos) e fibras elásticas dispostas paralelamente a

superfície.

Tipos de Colágeno:I apresenta estrutura fibrilar, duas cadeias α-1 e uma α-2. Presente nas fibras mais

espessas, e o colágeno mais importante em termos estruturais para a derme;

III “reticulina”, ao redor de nervos e vasos sanguíneos. Estrutura fibrilar com tres cadeias α-

1, rico em hidroxiprolina e cistina;

IV e VII presentes na membrana basal, possuindo cadeia estendida e interrompida. Função:

manter integridade dessa membrana para garantir sua funcionalidade e adequada nutrição das

células da camada basal da epiderme;

V apresenta estrutura fibrilar, está distribuído em toda a pele;

VI estrutura ramificada e cadeias curtas, concentrada nas regiões próximas a membrana

basal, nervos e folículos. Compõe uma fina rede dispersa nos interstícios das grandes fibras de

colágeno

PeleDerme ReticularFibras elásticas: responsáveis pelas propriedades retráteis da pele (2 a 4% da derme), também produzidas

por fibroblastos

Elastina proteína elástica principal, de aspecto amorfo

Microfibrilas estruturas fibrilas que rodeam a elastina, 11 nm de diâmetro.

Além das fibras elásticas, há fibras de oxitalana, perpendiculares a junção dermoepidérmica; e as fibras

elaunínicas, que estão dispostas horizontalmente

Matriz Extracelular: componente comum em tecidos, também produzidos por fibroblastos, sendo um gel

aquoso constituído de Fibronectina, Ácido hialuronico, Sulfato de condroitina e Sulfato de dermatana.

Função: meio para acomodação de células e fibras; transporte de água e eletrólitos (permeabilidade e

osmolalidade intersticial de fluidos).

Pele

Camadas: HipodermeCamada com tecido conectivo gorduroso (adiposo),

ricamente vascularizado e com nervos. Regulação da

temperatura corporal, provisão de energia, proteção e

suporteAdipócitos também produzem

- Aromatase citocromo P450

conversão de andrógenos a

estrógenos

- Fatores da via do complemento

- Prostaglandinas PGE2

(antilipolise) e PGI2 (diferenciação)

- Citocinas, como TNF-α

- Angiotensina II (angiogenese)

- Osteonectina (osteogênese)

- Adiponectina hormônio reduzido

em obesos e diabéticos tipo II

- Lipoproteína lipase degradação

de triglicerídeos da corrente

sanguínea

- Leptina sinalizador da

saciedade; melhora sensibilidade a

insulina; diminuição de níveis

intracelulares de lipídeos no

musculo esquelético e figado

Pele

Camadas: HipodermeNos homens 15 a 20% massa corpórea

Mulheres 20 a 25%

Tecido adiposo amarelo: subcutâneo, mesentérico (ao redor do intestino) e

retroperitoneal (ao redor dos rins)

Tecido adiposo marrom: rins, adrenais, aorta, mediastino, pescoço. Tem maior numero

de mitocôndrias, estimulado pelo sistema nervoso simpático (acetilcolina e

noradrenalina), mais intenso em crianças

Glândulas

Sudoríparas

Controle da temperatura corporal. O suor é uma solução aquosa hipotônica de sais de

sódio, cloreto, potássio, ureia e lactato

Apócrinas respondem a estímulos

adrenérgicos, localizadas nas regiões axilares,

anogenital, na orelha externa (glândulas

ceruminosas), pálpebras (glândulas de Moll) e

aureolas mamarias; além do suor produzem

triglicerídeos e esteróis, que são convertidos em

odores por bactérias na superficie da pele;

Écrinas respondem a estímulos adrenérgicos e

colinérgicos, são encontradas em todo corpo

(principalmente solas, palmas, axilas e testa, e

exceto mucosas);

Apoécrinas glândulas écrinas que recebem

enervação adrenérgica. Localizam-se nas palmas,

solas e testa.

Ácido Isovalerico,

odor ácido adocicadoα-Androstenol,

odor almiscarado

Sebáceas

Glândulas

Glândulas holocrinas. Sua secreção é formada pela transformação da célula inteira em um

reservatório lipídico, sendo estas continuamente repostas pela atividade mitótica da

camada basal. Da mitose até a sua ruptura, liberando os lipídeos para o canal do folículo

piloso demora de 2 a 3 semanas, sendo que o sebo demora 1 semana para atingir a

superfície da pele.

Estas glândulas respondem a processos cronobiologicos e hormonais. Hormônios

androgênicos aumentam a produção destas glândulas, enquanto os estrogênicos

diminuem (exceto durante a ovulação)

Sebáceas

Glândulas

Cabelo

Folículo capilar:

100 mil a 150 mil

Função: órgão sensorial e de proteção

(sobrancelhas e cílios)

Folículos de pelos terminais cabelos

e barbas, glândulas sebáceas medias ou

grandes, variam em comprimento,

diâmetro e forma conforme a região do

corpo

Foliculos de velos pelo finos e

pequenos, glândulas sebáceas pequenas

(se presente), 1-2 cm, pouca ou nenhuma

pigmentação

Foliculos sebáceos pelos muito

pequenos que não chegam a superficie e

glândulas multiglobulares

Cabelo

Fases de Crescimento Foliculos são permanentemente

regenerados, tendo 20 ciclos

completos em sua vida

Fase anágena crescimento,

3-5 anos

Fase catágena transição, o

fio de cabelo encolhe a 1/3 do

seu tamanho, bulbo capilar

desaparece, e para de produzir

pigmento. Também produz novas

células germinativas, 2-3

semanas

Fase telógena eixo do cabelo

cai, 3-6 meses

Cabelo

Estrutura

Medula parte mais interna do eixo capilar, 2-5 fileiras de células lado a lado. Só

fios grossos e ásperos as tem (pelos da barba)

Cortex 90% do peso total do cabelo. Responsável pela força, flexibilidade,

elasticidade e cor do cabelo. Células queatinizadas quase retangulares que se

conectam hermeticamente

Cuticula camada simples de células sobrepostas transparentes (escamas) que

revestem o córtex. São recobertas pela camada F (ácido 18-metil-eicosanoico, que

está ligado a proteínas subjacente a epicuticula da queratina capilar)

UnhasInvaginação da epiderme na derme. Queratina formada é firme e densamente aderente,

fazendo com que a placa de unha formada apresente estrutura elástica. Composta de

matriz, lamina e borda livre. A lamina repousa sobre uma camada ricamente vascularizada,

próxima a matriz. O epitélio de ambas passa por uma queratinização que, assim como nos

cabelos, ocorre sem que haja formação de camada granular

Pele

Funções

Pele

Funções

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