La piel humana: entre la protección contra el sol y la síntesis de vitamina D

“El proceso evolutivo de la pigmentación de la piel del ser humano está relacionado con la evolución de la pérdida de vello corporal y el aumento de la capacidad de sudoración en el África ecuatorial bajo condiciones de temperaturas muy elevadas durante el día y una intensa radiación ultravioleta (UV). La piel expuesta de la cara y del dorso de las manos y los pies poseía melanocitos activos capaces de producir melanina en respuesta a la exposición al sol, pero las partes no expuestas de la piel permanecieron sin pigmentar. La desaparición del pelo corporal funcional se remonta a la evolución del género Homo y se ha asociado con el desarrollo de un eficaz sistema de enfriamiento del cuerpo basado en la sudoración ecrina. La piel sin pelo es más vulnerable a los daños provocados por la radiación solar, inclu-yendo los rayos UV, algo que se compensó con un aumento del grosor de la epidermis y una pigmentación permanente protectora por la acción de la eumelanina (la forma más común de melanina) para evitar que las longitudes de onda más energéticas y perjudiciales de la luz UV penetraran en el cuerpo. La radiación ultravioleta daña el ADN y los componentes de las membranas celulares dando lugar a una cadena tóxica de eventos que produce especies reactivas del oxígeno (ROS) y altera las reacciones químicas normales de las células. Estos procesos están mitigados en gran medida por la eumelanina, especialmente cuando ésta se encuentra próxima a la superficie de la piel.

Se han sugerido numerosas hipótesis para explicar la evolución de la pigmentación oscura bajo niveles altos de radiación UV: 1) una menor mortalidad debido a la protección contra las quemaduras solares y el cáncer de piel; 2) un aumento de la supervivencia en zonas forestales con poca luz; 3) las propiedades antimicro-bianas de la eumelanina en ambientes ricos en patógenos y 4) la protección del metabolismo del folato contra las deficiencias causadas por una fuerte radiación UV. Nuestra investigación se ha centrado en las tres últimas hipótesis. Los efectos más nocivos de la radiación UV en los sistemas biológicos son bien conocidos. Una piel oscura rica en eumelanina protege contra gran parte de los daños que la radiación UV produce en el ADN y se asocia con tasas mucho más bajas de cáncer de piel que la piel ligeramente pigmen-tada. El aumento de la incidencia de melanoma en los últimos 50 años es el resultado de una exposición más intensa o prolongada a los rayos solares y la radiación UV de personas con una pigmentación más clara y de experimentar quemaduras más dolorosas como consecuencia de la migración a lugares con mucho sol o del bronceado recreativo, lo que se conoce como ‘efecto vacaciones’. Estas condiciones no eran típicas de nuestra especie antes del siglo XX, cuando la mayoría de la gente apenas se desplazaba a lo largo de su vida al carecer de los medios de transporte necesarios para ello. De ahí que la reducción del riesgo de quemaduras y melanoma probablemente contribuyera sólo en menor grado a la evolución de una piel oscura.

Los efectos perjudiciales de la radiación UV no se limitan al ADN, y es posible que los efectos de la radiación UV sobre el metabolismo del folato hayan tenido una enorme relevancia en la evolución de la pigmentación oscura en los seres humanos. La importancia del folato en el desarrollo humano y la salud ha sido puesta de relieve en estudios que demuestran que la deficiencia de folato compromete la proliferación celular, afectando al desarrollo y causando defectos congénitos. Hoy en día, el papel de la deficiencia de folato en los defectos del tubo neural está firmemente establecido. El folato también es necesario para el mantenimiento de la espermatogénesis activa, la formación de mielina y la producción de muchos neurotransmisores, entre los que se encuentra la serotonina. El folato sólo se puede obtener de los alimentos o de suplementos en forma de ácido fólico. Es difícil mantener unos niveles saludables de folato en el organismo, ya que los folatos presentes de forma natural en los alimentos son inestables, su biodisponibilidad es baja y tienden a descomponerse al cocer o almacenar los alimentos. Las deficiencias de folato pueden estar originadas por una ingesta insuficiente, una mala absorción en el intestino o por la descomposición del folato o de su forma sérica principal, 5-metilhidrofolato (5-MTHF), por el alcohol o la radiación UV, en particular los rayos ultravioleta A (UVA). La radiación ultravioleta y las ROS generadas por los rayos UVA disminuyen los niveles de 5-MTHF en el cuerpo, ya que su demanda aumenta cuando la radiación UV estimula simultáneamente varios procesos que requieren folato, como la división celular, la reparación del ADN y la melanogénesis. El descenso de los niveles de folato y de 5-MTHF reviste especial gravedad si el organismo requiere una gran cantidad de folato –como en el embarazo– o si los niveles de folato ya son bajos de por sí debido a una ingesta insuficiente. Las relaciones principales entre el metabolismo del folato y la evolución de la pigmentación oscura de la piel son, en primer lugar, la relación entre la exposición a la radiación UV y la deficiencia de folato y, en segundo lugar, la relación entre la deficiencia de folato inducida por la radiación UV y una baja forma física debida a alteraciones en la embriogénesis y la espermatogénesis. Asimismo, la evidencia proveniente de estudios epidemiológicos indica una asociación entre una pigmentación oscura y una tasa más baja de defectos del tubo neural.

Aunque existe evidencia muy abundante de que la pigmentación oscura permanente de la piel fue un proceso de adaptación para protegerse contra los efectos nocivos de la radiación UV, ésta no explica la distribución clinal del aumento de una piel más clara fuera de las zonas tropicales. La intensidad de la radiación UV, y en particular de los rayos UVB, disminuye mucho al norte del Trópico de Cáncer y al sur del Trópico de Capricornio. Unos niveles bajos de radiación UV no son beneficiosos pese al hecho de que la mayor parte de esta radiación resulta perjudicial. Esto se debe a que los rayos UV actúan favoreciendo la fotosíntesis de la vitamina D3 (colecalciferol) en la piel por los rayos UVB. Esta reacción, que se vuelve menos eficiente con la edad adulta, sólo ocurre en presencia de longitudes de onda de 290–315 nm en el espectro UVB y depende de la estación, la latitud, la hora del día, la cantidad de pigmento y el grosor de la piel. La vitamina D también está disponible en pequeñas cantidades en algunos alimentos, pero la vitamina D3 se encuentra en cantidades fisiológicamente significativas únicamente en el pescado azul, el hígado o los suplementos. La función más evidente de la vitamina D en los seres humanos es la formación y manteni-miento del esqueleto óseo. La presencia de receptores de vitamina D en tejidos del cerebro, el corazón, el estómago, el páncreas, la piel, las gónadas, en los linfocitos T y B activados del sistema inmune y en muchas otras partes del cuerpo ha aumentado la conciencia sobre las diferentes e importantes funciones que la vitamina D tiene en el organismo. La deficiencia crónica de vitamina D se ha asociado recientemente con el cáncer de mama, próstata, colon, ovarios y posiblemente con otros tipos de cáncer, siendo la investiga-ción en este campo muy activa. Unos niveles bajos de vitamina D también se han relacionado con altera-ciones de la actividad del sistema inmune y un desarrollo y función cerebral anormales.

La antigua teoría de que la pigmentación de la piel ha evolucionado para permitir la producción cutánea de vitamina D bajo condiciones de escasa luz solar en latitudes altas se ha visto respaldada por estudios clínicos, nutricionales, epidemiológicos, genéticos y otros estudios observacionales. La importancia de la vitamina D para la salud resulta evidente por la gravedad y diversidad de problemas relacionados con la hipovitamosis D que afecta a personas de cualquier edad. Por lo tanto, la pigmentación de la piel en los seres humanos modernos es el resultado de dos clinas que trabajan recíprocamente, por un lado, para promover la fotosíntesis de pre-vitamina D3 inducida por los rayos UVB en la piel y, por otro, para prevenir los daños causados por la radiación UVB y UVA. En la actualidad, la carga de morbilidad mundial asociada con la deficiencia de vitamina D a consecuencia de una baja exposición a la radiación UV supera a la relacionada con una exposición alta. En la evolución de la humanidad, es un fenómeno relativamente nuevo que nos cubramos con tanta ropa y que habitemos preferentemente en edificios. Antes de que esto fuera así, la gente no padecía deficiencia de vitamina D”.

Basado en: Jablonski N. G. The evolution of human skin colouration and its relevance to health in the modern world. J R Coll Physicians Edinb. 2012; 42:58–63.