Che cos’è la cheratina?

La cheratina è una proteina fondamentale per la formazione di diverse strutture biologiche tra cui capelli, piume, unghie, fanoni delle balene e cellule epiteliali. I cheratinociti, ovvero le cellule che producono cheratina, rappresentano circa il 90% delle cellule degli strati superiori della pelle umana, noti come epidermide. Nell’organismo umano esistono circa 30 famiglie di cheratina, e 54 geni sono associati alla produzione e alle funzioni di questa proteina.

Tipi di cheratina

La cheratina può essere flessibile o rigida e si distingue in due tipi principali: alfa-cheratina e beta-cheratina. La differenza tra i due tipi dipende dalla struttura e dai legami di idrogeno o solfuro che si formano nella proteina. Le alfa-cheratine sono il tipo più comune nei mammiferi e compongono capelli, pelle e lana, mentre le beta-cheratine si trovano prevalentemente negli uccelli e rettili. Le strutture rigide, come i gusci di armadilli e tartarughe, contengono generalmente entrambi i tipi di cheratina.

Cheratinizzazione

Le cellule della pelle, delle unghie, e dei capelli, come anche gli strati superiori delle mucose, vanno incontro a cheratinizzazione, un processo che rende queste cellule cornificate, ovvero morte e inattive nella loro capacità di divisione e riparazione. La morte cellulare programmata regolare permette il rinnovamento delle cellule morte sulla superficie corporea. Durante la cheratinizzazione, le cellule si riempiono di filamenti di cheratina che sostituiscono il citoplasma, i nuclei e gli organuli.

Barriera epiteliale

Un involucro cornificato sostituisce la membrana cellulare nelle cellule cheratinizzate, formato da diverse tipologie di cheratina. Queste proteine si connettono con i filamenti di cheratina all’interno delle cellule e con i filamenti delle cellule circostanti, formando una matrice proteica che crea una barriera elastica e insolubile.

Cellule molli-cornificate

Il nostro corpo è coperto da due tipi di cellule cornificate: quelle molli-cornificate compongono l’epidermide e le membrane mucose. Queste cellule si distaccano quando vengono sostituite da nuove cellule in crescita. I cheratinociti, le cellule produttrici di cheratina nello strato basale della pelle, offrono protezione contro agenti patogeni, calore, radiazioni UV, perdita di acqua e altri fattori ambientali dannosi.

Cellule dure-cornificate

Le cellule dure-cornificate formano capelli e unghie. Queste non si desquamano come le cellule molli, ma vanno incontro a sfaldamento o rottura. È per questo che tagliamo capelli e unghie. Gli artigli degli animali, come quelli dei gatti, sono costituiti dallo stesso tipo di cellule dure-cornificate. Rimuovendo lo strato esterno degli artigli, gli animali riescono a mantenerli affilati, un processo simile alla limatura delle unghie umane.

Le funzioni

La cheratina comprende le proteine che formano filamenti con caratteristiche chimiche e strutturali simili nelle cellule epiteliali. Sono classificate in precheratine o citocheratine. Oltre alla protezione, alcuni filamenti di cheratina partecipano al segnale alle cellule immunitarie, stimolano ormoni o trasportano sostanze tra le cellule.

Organi interni

Le cellule epiteliali contenenti cheratina si trovano in diverse parti del corpo, non solo nell’epidermide. Rivestono, ad esempio, l’interno dell’intestino, i dotti di secrezione di organi come il fegato e il pancreas, e hanno il compito di separare sette ed elementi dell’organismo oltre a regolare l’assorbimento di nutrienti e altre molecole tra l’intestino e il sangue.

Agenti patogeni

La cheratina svolge un ruolo chiave nel sistema immunitario, formando una barriera contro batteri, funghi, parassiti e virus patogeni. Se penetrano negli strati superficiali dell’epidermide, i cheratinociti possono produrre chemochine che attirano cellule immunitarie per eliminare gli invasori e prevenire la loro progressione negli strati più profondi.

Prodotti a base di cheratina

Molti prodotti promettono di migliorare la salute di pelle, unghie e capelli grazie alla cheratina, includendola in shampoo, balsami e trattamenti vari. Tuttavia, non esistono prove scientifiche che supportino queste affermazioni, poiché le cellule della pelle non possono assorbire la cheratina dai prodotti per rinforzare i filamenti già formati. Infatti, le piastre per capelli contenenti cheratina potrebbero danneggiare la struttura naturale dei capelli rompendo i legami di solfuro.

Disturbi

Mutazioni genetiche che influenzano la produzione o funzione della cheratina possono causare vari disturbi, manifestandosi spesso come lesioni cutanee o problemi agli organi interni. La malattia cheloidea, caratterizzata da una crescita eccessiva di tessuto cicatriziale, potrebbe essere legata alla cheratina. Inoltre, alcune mutazioni specifiche della cheratina sono collegate a disturbi infiammatori intestinali e problemi epatici. La ricerca su questi disturbi è attualmente in corso.