Una nueva investigación descubrió por primera vez la hemoglobina en la capa superior de la piel humana y descubrió que ayuda a proteger la piel del daño. Estos hallazgos proporcionan información importante sobre el envejecimiento y las enfermedades de la piel como el cáncer. Se sabe que la hemoglobina une el oxígeno de la sangre y lo transporta desde los pulmones a los tejidos. Sin embargo, un nuevo estudio encuentra que la hemoglobina tiene otra función: proteger nuestra piel del daño.

Los investigadores estaban interesados ​​en comprender cómo la epidermis, la capa más externa de la piel, nos protege de los desafíos ambientales como los rayos UV, por lo que observaron lo que sucede en la piel a nivel molecular.

Masayuki Amagai, autor correspondiente del estudio, dijo: "La epidermis está compuesta de epitelio escamoso estratificado queratinizado, compuesto principalmente por queratinocitos. Estudios anteriores han encontrado que durante el proceso de diferenciación de los queratinocitos y la formación de la barrera externa de la piel, expresan una variedad de genes con funciones protectoras. Sin embargo, debido a la dificultad para obtener un número suficiente de queratinocitos aislados terminalmente diferenciados para el análisis del transcriptoma, otros genes relacionados con la barrera escaparon protección anterior."

Los queratinocitos epidérmicos se originan en la capa más profunda de la piel (la capa basal) y se mueven hacia arriba para formar varias capas después de la diferenciación. Durante la etapa de diferenciación de los queratinocitos se ha descubierto la expresión de diversos genes con funciones de barrera protectora y enfermedades como la dermatitis atópica son causadas por mutaciones genéticas.

Para identificar moléculas desconocidas implicadas en los mecanismos de barrera cutánea, los investigadores analizaron genes altamente expresados ​​en toda la epidermis y la epidermis superior de piel humana sana extraída de los muslos y la parte superior de los brazos de tres individuos, así como en la piel de un ratón. Descubrieron inesperadamente que los genes HBA1/2 que codifican la alfaglobulina, una de las subunidades proteicas de la hemoglobina, están altamente expresados ​​en la epidermis superior de la piel humana. De manera similar, en la piel del ratón, Hba-a1/a2 (equivalente a HBA1/2 humano) también se expresa altamente en la epidermis superior.

"Realizamos un análisis comparativo del transcriptoma de toda la epidermis y de la epidermis superior, que son láminas de células aisladas de la piel humana y de ratón mediante enzimas", dijo Amagai. "Descubrimos que los genes responsables de producir hemoglobina son muy activos en la epidermis superior. Para confirmar este hallazgo, utilizamos inmunotinción para observar la presencia de la proteína hemoglobina alfa en los queratinocitos de la epidermis superior".

Los investigadores irradiaron la piel con UVA y UVB por separado y descubrieron que los UVA (pero no los UVB) podían inducir la expresión de HBA1/2 en los queratinocitos epidérmicos. La irradiación UVA es la principal causa del daño a los queratinocitos mediado por especies reactivas de oxígeno (ROS). En comparación con el grupo de control, los niveles de ROS intracelulares de los queratinocitos knockout para HBA aumentaron significativamente, lo que indica que la expresión de HBA se induce para inhibir la generación de ROS inducida por UVA en los queratinocitos epidérmicos.

Las mitocondrias, las productoras de energía de las células, son particularmente sensibles al exceso de ROS producido por la radiación UV, y la disfunción mitocondrial causada por la radiación UV conduce directamente al daño de la piel, también conocido como fotoenvejecimiento.

"Nuestro estudio muestra que la hemoglobina epidérmica se regula positivamente bajo estrés oxidativo e inhibe la producción de especies reactivas de oxígeno en cultivos de queratinocitos humanos", dijo Amagai. "Nuestros resultados muestran que la hemoglobina alfa protege a los queratinocitos del estrés oxidativo externo o interno, como la radiación ultravioleta y la función mitocondrial deteriorada. Por lo tanto, la expresión de hemoglobina por los queratinocitos representa un mecanismo de defensa endógeno contra el envejecimiento y el cáncer de piel".

Los investigadores dicen que sus hallazgos ofrecen implicaciones importantes para el estudio de enfermedades de la piel relacionadas con ROS, como el envejecimiento y el cáncer.

El estudio fue publicado en la Revista de Dermatología Investigativa.