A diferencia de las membranas delgadas de los alvéolos respiratorios y las vellosidades gastrointestinales, la piel es un tejido complejo de múltiples capas. Es relativamente impermeable a la mayoría de los iones y soluciones acuosas, y sirve como barrera para la mayoría de los xenobióticos.
¿sabía usted que?
El sulfóxido de dimetilo (DMSO) se ha utilizado en investigación, medicina humana y veterinaria, y como disolvente. Después de aplicar sobre la piel, algunas personas pueden detectar rápidamente el sabor del ajo a medida que el DMSO se absorbe y entra en el cuerpo. DMSO también aumenta la tasa de absorción de algunos otros compuestos a través de la piel.
Para la administración de medicamentos transdérmicos (TDD), el gran desafío es la propiedad de barrera de la piel, especialmente el estrato córneo (SC). Se han desarrollado diferentes métodos para mejorar la penetración de medicamentos a través de la piel, siendo el enfoque más popular el uso de potenciadores de penetración (PEs), incluidos los terpenos naturales. Los terpenos, una clase grande y diversa de compuestos orgánicos producidos por una variedad de plantas, son una clase de PEs muy segura y efectiva. El limoneno es un ejemplo de terpeno utilizado como potenciador de la penetración. El mecanismo principal para la acción de mejora de la penetración de los terpenos es la interacción con los lípidos intercelulares SC. El factor clave que afecta a la mejora es la lipofilicidad de los terpenos y las moléculas del fármaco.
Entrada de tóxicos a través de la piel
Algunos tóxicos notables pueden entrar en el cuerpo después de la contaminación de la piel. Por ejemplo:
- Ciertos plaguicidas organofosforados de uso común han envenenado a los trabajadores agrícolas tras la exposición cutánea.
- El agente de guerra neurológica, el sarín, pasa fácilmente a través de la piel y puede producir una muerte rápida a las personas expuestas.
- Varios disolventes industriales pueden causar toxicidad sistémica al penetrar en la piel. Por ejemplo:
- El tetracloruro de carbono entra en la piel y causa daño hepático.
- El hexano puede pasar a través de la piel y causar daño a los nervios.
La piel consta de tres capas principales de células, como se ilustra en la Figura 1:
- Epidermis
- Dermis
- tejido Subcutáneo
Figura 1. Capas de la piel
(Fuente de la imagen: Adaptado de iStock Photos, ©)
Epidermis y Estrato Córneo
La epidermis (y en particular el estrato córneo) es la única capa importante para regular la penetración de un contaminante de la piel. Consiste en una capa externa de células, repleta de queratina, conocida como capa de estrato córneo. El estrato córneo está desprovisto de vasos sanguíneos. Las paredes celulares de las células queratinizadas son aparentemente de doble grosor debido a la presencia de la queratina, que es químicamente resistente y un material impenetrable. Los vasos sanguíneos suelen estar a unos 100 µM de la superficie de la piel. Para entrar en un vaso sanguíneo, un agente debe pasar a través de varias capas de células que generalmente son resistentes a la penetración de productos químicos.
Factores Que influyen en la Penetración del Estrato Córneo
Espesor
El espesor del estrato córneo varía mucho con las regiones del cuerpo. El estrato córneo de las palmas de las manos y las plantas de los pies es muy grueso (400-600 µM), mientras que el de los brazos, la espalda, las piernas y el abdomen es mucho más delgado (8-15 µM). El estrato córneo de las regiones axilar (axila) e inguinal (ingle) es el más delgado, con el escroto especialmente delgado. Como era de esperar, la capacidad de los tóxicos para penetrar en ese estrato córneo se relaciona inversamente con el grosor de la epidermis.
Daños
Cualquier proceso que elimine o dañe el estrato córneo puede mejorar la penetración de un xenobiótico. La abrasión, los rasguños o los cortes en la piel la harán más penetrable. Algunos ácidos, álcalis y corrosivos pueden dañar el estrato córneo y facilitar la penetración de agentes en esta capa. Las afecciones cutáneas más frecuentes que mejoran la absorción dérmica son las quemaduras y la dermatitis de la piel.
Difusión pasiva
Los tóxicos se mueven a través del estrato córneo por difusión pasiva. No se conocen mecanismos de transporte activo que funcionen dentro de la epidermis. Los tóxicos polares y no polares se difunden a través del estrato córneo por diferentes mecanismos:
- Los compuestos polares, que son solubles en agua, parecen difundirse a través de la superficie externa de la capa queratinizada hidratada.
- Los compuestos no polares, solubles en lípidos, se disuelven y difunden a través del material lipídico entre los filamentos de queratina.
Agua
El agua juega un papel importante en la absorción dérmica. Normalmente, el estrato córneo está parcialmente hidratado (aproximadamente 7% en peso). La penetración de sustancias polares es aproximadamente 10 veces más efectiva que cuando la piel está completamente seca. La hidratación adicional en la superficie de la piel aumenta la penetración de 3 a 5 veces, lo que aumenta aún más la capacidad de un compuesto polar para penetrar en la epidermis.
Especie
La penetración de la piel puede variar según la especie, lo que puede influir en la selección de las especies utilizadas para las pruebas de seguridad. La penetración de productos químicos a través de la piel del mono, el cerdo y el conejillo de indias a menudo es similar a la de los seres humanos. La piel de la rata y el conejo es generalmente más permeable, mientras que la piel del gato es generalmente menos permeable. Por razones prácticas y para garantizar una seguridad adecuada, la rata y el conejo se han utilizado para pruebas de seguridad de toxicidad cutánea.
Otros Sitios de Absorción Dérmica
Además del estrato córneo, se pueden absorber pequeñas cantidades de productos químicos a través de las glándulas sudoríparas, las glándulas sebáceas y los folículos pilosos. Sin embargo, dado que estas estructuras representan solo un porcentaje muy pequeño de la superficie total de la piel, normalmente no se consideran contribuyentes importantes a la absorción dérmica.
Dermis y tejido subcutáneo
Una vez que una sustancia penetra a través del estrato córneo, entra en las capas inferiores de la epidermis, la dermis y el tejido subcutáneo. Estas capas son mucho menos resistentes a una mayor difusión. Contienen un medio de difusión acuoso poroso, no selectivo, que puede ser penetrado por difusión simple. La mayoría de los tóxicos que han pasado a través del estrato córneo ahora pueden moverse fácilmente a través del resto de la piel y entrar en el sistema circulatorio a través de la gran cantidad de capilares venosos y linfáticos en la dermis.
Compuestos orgánicos semivolátiles (SVOC)
La exposición a compuestos orgánicos semivolátiles (SVOC) a través de la vía dérmica puede ocurrir. Se ha estimado que la cantidad de SVOC absorbidos a través de la absorción del aire a la piel es comparable o mayor que la cantidad absorbida a través de la inhalación para muchos SVOC encontrados en interiores, incluyendo:
- Hidroxitolueno butilado (BHT)
- Clordano
- Clorpirifos
- Dietil ftalato
- Nicotina (en forma de base libre)
- Otros productos químicos
La influencia de las partículas y el polvo en la exposición dérmica, el papel de la ropa y la ropa de cama como vectores de transporte y la importancia potencial de los folículos pilosos como derivaciones de transporte a través de la epidermis son áreas de interés para la investigación.
La exposición humana a los SVOC en interiores a través de la vía dérmica a menudo se ha subestimado y no se ha tenido en cuenta en las evaluaciones de exposición. Sin embargo, los científicos de exposición, los evaluadores de riesgos y los funcionarios de salud pública son cada vez más conscientes e interesados en los impactos de la exposición dérmica en la salud. Además, los expertos tratan de comprender cómo las consecuencias para la salud pueden variar según la vía de exposición. Por ejemplo, un SVOC que entra en la sangre a través de la piel no encuentra las mismas vías de desintoxicación que encontraría cuando es ingerido y procesado por el estómago, los intestinos y el hígado antes de entrar en la sangre; su entrada directa en la sangre puede hacerla potencialmente más tóxica.
Figura 2. Ejemplos de SVOC de bienes de consumo
(Fuente de imagen: Adaptado de Fotos de iStock,©)