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Cos’è?
La cheratina è una proteina particolarmente tenace, dal caratteristico aspetto filamentoso.
Rappresenta il componente fondamentale di capelli, unghie, peli, piume, corna, gusci ecc.
La cheratina abbonda anche nella pelle, in particolare negli strati superficiali (epidermide).
Più in generale, questa proteina è tipica dei tessuti epiteliali (che rivestono le superfici e le cavità del corpo, inclusi gli organi interni).
Inoltre, la cheratina è un componente dei filamenti intermedi che costituiscono l’impalcatura delle cellule (citoscheletro).
A Cosa Serve
Oltre ad avere un ruolo strutturale e protettivo, la cheratina è coinvolta in molte funzioni cellulari critiche, non solo protettive, ma anche di movimento (migrazione), regolazione delle dimensioni, crescita e divisione (proliferazione).
La cheratina è importante anche per la guarigione delle ferite e per il trasporto di materiali all’interno delle cellule.
Com’è Fatta
La cheratina si caratterizza per l’altissimo contenuto in zolfo.
In effetti, è costituita da numerose catene aminoacidiche organizzate in alfa-eliche, particolarmente ricche di un aminoacido solforato chiamato cistina.
Queste singole catene, grazie anche all’intervento di proteine di sostegno come la filaggrina, si organizzano dapprima in spirali (costituite da coppie di alfa-eliche), e successivamente in strutture decisamente più complesse, note come protofilamenti e protofibrille.
Questa particolare ultrastruttura conferisce alla cheratina le sue caratteristiche tipiche.
Caratteristiche e Proprietà
La cheratina risulta estremamente insolubile in acqua e offre una fortissima resistenza ad agenti fisici e chimici. Resiste persino agli acidi digestivi, risultando indigeribile sia per l’uomo che per gli animali.
In generale, la cheratina mostra caratteristiche chimico-fisiche importanti, quali:
- una naturale resistenza alla trazione meccanica;
- ottime proprietà elastiche;
- ottima resistenza agli agenti chimico-fisici;
- buona permeabilità all’acqua;
- luminosità.
Tipi di Cheratina
All’interno dello stesso organismo, si possono riconoscere moltissime tipologie di cheratina.
Nell’essere umano, ad esempio, si conoscono almeno 54 geni funzionali e i loro prodotti proteici sono stati numerati e distinti in cheratine di tipo 1 (acide) e di tipo 2 (basiche, neutre) 1.
Diverse combinazioni di proteine della cheratina si trovano in diversi tessuti. In ognuno di essi, una cheratina di tipo acido si accoppia generalmente con una cheratina di tipo basico.
A livello epidermico, ad esempio, si assiste solitamente alla formazione di dimeri di cheratina costituiti da catene acide e basiche, la cui sequenza primaria e il relativo isotipo variano in base alla regione cutanea e al tipo di cellula che le esprime.
Un chiaro esempio è rappresentato dall’espressione della coppia K5/K14 nelle cellule basali dell’epidermide, rispetto alla sola K9 espressa a livello palmo-plantare o piuttosto all’isotipo K17 espresso in alcune patologie dermatologiche, come la psoriasi e i carcinomi cutanei 1.
Un altro tipo di classificazione organizza la cheratina in:
- cheratina molle, nota per ricoprire l’intera superficie cutanea ed essere generalmente abbondante nelle cellule epiteliali;
- cheratina dura, presente solo in determinati tessuti e caratterizzata dalla presenza di maggiori residui di zolfo; rientra nella costituzione degli annessi cutanei (capelli, peli, unghie, corna).
E’ quindi facile immaginare come ogni catena di cheratina esprima proprietà chimico-fisiche differenti e strettamente interconnesse alla funzione da mantenere.
Cheratinizzazione
In riferimento alla cute, il termine cheratinizzazione si riferisce all’insieme delle complesse reazioni biochimiche subite dalle cellule dell’epidermide (in particolare dai cheratinociti).
Man mano che risalgono dagli strati più profondi a quelle superficiali, queste cellule diventano sempre meno vitali e si arricchiscono di cheratina, fino a trasformarsi in robuste lamine cornee.
Il ciclo di cheratinizzazione dura mediamente 21-28 giorni ed è scandito da differenti fasi, la cui intensità è finemente regolata da fattori ormonali, genetici, nutrizionali e biochimici.
Il tutto ha inizio negli strati più profondi dell’epidermide (germinativo e spinoso), dove le neonate cellule (chiamate cheratinociti) focalizzano i loro sforzi nella produzione di cheratoialina, immagazzinandola all’interno di numerosissimi granuli.
Negli strati superiori dell’epidermide, in particolare nello strato granuloso (così definito per la presenza di numerosissimi granuli), la cheratoialina viene rimaneggiata e trasformata in cheratina, occupando via via sempre più spazio all’interno del cheratinocita.
Nel graduale processo di maturazione, i cheratinociti perdono gradualmente i vari organelli e il nucleo, trasformandosi in veri e propri "contenitori di cheratina".
Giunti nello strato più superficiale dell’epidermide (strato corneo), i cheratinociti hanno perso completamente la loro vitalità. Di fatto, sono dei "detriti cellulari" (squame cornee) strettamente addossati gli uni agli altri e cementati da una “malta” fatta di grassi (come le ceramidi).
Per descrivere questa particolare organizzazione cellulare dello strato corneo, si parla di modello del “mattone e della calce”, dove il corneocita è il mattone e la miscela di grassi è la calce che li cementa.
La particolare struttura dello strato corneo protegge e isola l’organismo dall’ambiente esterno, impedendo l’ingresso di germi patogeni, allergeni, sostanze chimiche pericolose o agenti fisici dannosi.
Anomalie della cheratinizzazaione
L’intero processo di cheratinizzazione solitamente dura dalle 3 alle 4 settimane, garantendo la formazione di uno strato corneo e complessivamente di un’epidermide spessa da 0,5 a 1,5 mm.
La sua anomala accelerazione (pochi giorni anziché 28) è alla base di una patologia della pelle molto diffusa: la psoriasi.
Altre condizioni cutanee, come ittiosi, calli e verruche, sono invece collegate a un eccessivo deposito di cheratina. Insieme alla ridotta desquamazione cutanea che ne consegue, l’eccessiva produzione di cheratina determina ispessimenti cutanei.
Cheratina e Capelli
Poiché la cheratina è fondamentale per la struttura dei capelli, si sono diffusi integratori, cosmetici e trattamenti professionali "alla cheratina"; tutti con l’obiettivo di rafforzare i capelli e renderli più sani.
Gli integratori sfruttano l’apporto di amminoacidi solforati (come cistina e metionina), che rappresentano un tassello fondamentale per la sintesi di cheratina. L’aumentata disponibilità di questi nutrienti dovrebbe quindi sostenere la sintesi di cheratina, migliorando la struttura e lo spessore dei capelli.
In caso di trattamenti professionali topici, le cuticole dei capelli dovrebbero in qualche modo assorbire la cheratina, rinforzandosi e donando alla chioma un aspetto più folto.
La stessa cosa non può avvenire con le cosiddette fibre di cheratina (toppik), in cui la proteina polverizzata viene sparsa sui capelli e trattenuta dai fusti per semplice effetto elettrostatico. Il trattamento dona una temporanea corposità al capello mascherando i diradamenti; tuttavia, l’effetto si perde con il lavaggio.
