Structure et fonctions

La peau est un tissu complexe constitué de trois couches différentes de la surface vers la profondeur du corps : l'épiderme, le derme et l'hypoderme (Figure 1). La peau est également constituée d’annexes comme les glandes sébacées, souvent associées aux poils ou aux cheveux, ou encore les glandes sudoripares. Cette partie décrit succinctement la structure ainsi que les caractéristiques de ces différentes couches cutanées.

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1.2.1. L’épiderme

L’épiderme est un épithélium stratifié et constitué de multicouches qui varient en fonction de la partie du corps (0.06 mm pour les paupières à 0.8 mm sur la paume de la main). De nombreux types cellulaires vont se répartir dans ces couches du stratum basale en profondeur au stratum corneum (ou couche cornée) à la surface (Figure 2). Ce tissu n’étant pas vascularisé, les cellules épidermiques vont donc puiser leurs nutriments et éliminer leurs déchets dans les couches plus profondes (derme).

Figure 2: Schéma représentant le renouvellement de l’épiderme (adapté d’Eucerin.fr)

Les cellules vont perdre leur viabilité avec l’augmentation de la distance à partir de la couche basale. L’épiderme viable et les structures dermiques ne participent que très modérément à la fonction barrière de la peau contrairement au stratum corneum (Martini, 2003). L’épiderme est en constant renouvellement, du fait de la desquamation par la formation d’une nouvelle couche de kératinocytes au niveau du stratum basale, qui va conduire à la perte du noyau et des organites des kératinocytes pour former les cornéocytes du stratum corneum. Ainsi, la structure des cellules de l'épiderme va changer depuis le stratum basale, à travers le stratum

spinosum, le stratum granulosum, le stratum lucidum jusqu’à la couche la plus externe qui est

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Le stratum basale contient les cellules de Langerhans, les mélanocytes, les cellules de Merkel et les kératinocytes, qui synthétisent la kératine assurant l’imperméabilité de la peau. Ce sont ces dernières qui vont subir différentes étapes de différenciations afin de former les cornéocytes du stratum corneum. C’est dans la couche supérieure, le stratum spinosum, que la morphologie des kératinocytes va évoluer, ils vont devenir polygonaux tandis que leur noyau va s’arrondir (Figure 2). Ils vont continuer leur différenciation dans le stratum granulosum par l’apparition de granules dans le cytoplasme. Finalement, il va progressivement s’organiser la perte de noyau et des organelles, l’augmentation du taux en kératine et la compaction des cellulesdans le stratum lucidum (Crickx et al., 2005). C’est cette étape qui va donner les cornéocytes matures Ce renouvellement varie en fonction de l’endroit sur le corps et de l’espèce mais correspond à un temps moyen de 2 à 3 semaines chez l’homme (Reddy et al., 2000 ; Hoath et al., 2003 ; Martini, 2006).

Les autres types cellulaires de l’épiderme sont impliqués dans différentes fonctions physiologiques. Les cellules de Langerhans sont des cellules dendritiques, issues des cellules souches de la moelle osseuse, qui initient et propagent la réponse immunitaire. Après contact avec un antigène, elles vont migrer jusqu’aux nœuds lymphatiques présents dans le derme, contenant les lymphocytes T qui vont générer une réponse immunitaire adaptée. Elles sont impliquées dans différentes pathologies notamment les allergies. Les mélanocytes vont produire la mélanine, assurant la pigmentation cutanée, des poils et cheveux. Sa principale fonction est la protection contre les rayonnements UV en empêchant la formation de radicaux libres oxydants. Les cellules de Merkel sont associées aux terminaisons nerveuses et ont donc un rôle majeur dans la sensation cutanée.

1.2.2. Le stratum corneum: clé de la contamination

Le stratum corneum (SC) ou couche cornée représente la première couche superficielle de l’épiderme d'une faible épaisseur (20 μm environ de 10 à 15 couches cellulaires en profondeur), qui varie en fonction de la région anatomique. Néanmoins, elle constitue la barrière primaire de la peau régulant majoritairement la pénétration cutanée (Figure 3). Le

stratum corneum a été décrit comme un mur de « briques » (Rougier et al., 1985; Harding,

2004). En effet, il est composé de cellules appelées cornéocytes, imbriquées au sein d’une matrice lipidique agissant comme un ciment entre chaque cellule (Bjorklund et al., 2013). Ces dernières sont issues de la migration et la différenciation, de la profondeur vers l’extérieur de la peau, d’autres cellules qui sont les kératinocytes.

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Les cornéocytes sont dépourvues de noyau et aplaties de par leur nature hydrophile liée à leur contenu en kératine (70 à 80 %) et en lipides (10%) (Benson et Watkinson, 2012). Leur enveloppe cellulaire est également constituée de deux parties : une enveloppe lipidique et une enveloppe protéique, composée de protéines structurales comme l’involucrine, la lorucrine et des filaments intermédiaires.

Figure 3: Schéma représentatif de la structure et fonction du stratum corneum (Eucerin.fr)

Les composants majeurs de la matrice lipidique, dans laquelle sont maintenues les cornéocytes, sont des céramides, des acides gras, du cholestérol, des sulfates et esters de cholestérol (Weerheim et Ponec, 2001). Dans le stratum corneum humain, 9 classes de céramides ont été identifiées. Cependant, avec la découverte et la diversité des techniques d’analyses, de nouveaux types de céramides sont identifiés régulièrement (Wartewig et al., 2007; Bjorklund et al., 2013). La composition et l’arrangement structural en lamelle de ces lipides intercellulaires est essentielle à la fonction de barrière du stratum corneum.

Cette couche joue donc un rôle clé car elle représente la première barrière à un contaminant mais elle peut également servir de réservoir (Teichmann et al., 2005). En effet, un contaminant peut s’y fixer aisément (selon sa forme physico-chimique) pour potentiellement diffuser progressivement vers les couches inférieures, tant que la quantité de substance est supérieure à celle contenue dans l’épiderme.

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Ce phénomène de diffusion peut continuer jusqu'à ce que le stock du réservoir soit épuisé par diffusion ou par desquamation. Il est également supposé qu’elle joue un rôle de tamis et que seules les particules de taille inférieure ou égale à 50 μm pénètrent dans le stratum corneum (Tymen, 2002a). Cependant, cette propriété reste très controversée du fait que différentes études montrent soit une forte pénétration ou soit le contraire sur une peau de porc ou de souris in vivo et in vitro (Magnusson et al., 2004; Schneider et al., 2009; Desai et al., 2010)

1.2.3. Le derme

Le derme est un tissu conjonctif de 2 à 5 mm d’épaisseur habituellement lâche en périphérie et plus dense (fibreux) en profondeur (Schaefer et al., 1996). Il est composé de fibres de collagène et de fibres élastiques, synthétisées par les fibroblastes. Il renferme également une grande diversité de cellules comme les mastocytes, impliquées dans la réponse immunitaire et inflammatoire, et les mélanocytes. Le derme contient de nombreux vaisseaux sanguins et lymphatiques, ainsi que diverses annexes cutanées se prolongeant dans l'épiderme. Ce réseau extrêmement vascularisé va assurer la régulation de la température corporelle, l’apport d’oxygène et de nutriments aux cellules ainsi que l’élimination des déchets. C’est également grâce à ce système que vont pouvoir diffuser différentes substances comme des médicaments afin d’arriver à la circulation systémique. Le derme contient aussi un réseau nerveux d’une grande diversité, de l’ordre de 10 000 fibres nerveuses par mm² (Agache, 2000). Elles font de la peau un organe sensoriel majeur sensible au toucher, à la chaleur, à la pression et à la douleur.

1.2.4. L’hypoderme et les annexes cutanées

L’hypoderme est un tissu sous cutané très innervé et vascularisé, constitué d’une couche de cellules graisseuses, les adipocytes, arrangées en lobules interconnectés avec du collagène et des fibres élastiques (Schaefer et al., 1996). Les vaisseaux sanguins et lymphatiques ainsi que les nerfs sont reliés à la peau par l’hypoderme, parcourent le derme et s’arrêtent sous la jonction dermo-épidermique. De ce fait, il assure différentes fonctions dont la survie des cellules à travers la peau, l’isolation thermique du corps, la perception et les sensations.

Il existe trois types d’appendices dans la peau : le follicule pileux, les glandes sébacées associées à ce dernier et les glandes sudoripares. Les glandes sébacées vont sécréter le sébum, permettant une lubrification et le maintien du pH acide (Crickx et al., 2005).

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Le muscle arrecteur relié au follicule pileux va lui permettre de répondre par exemple à un changement de température. De nombreuses cellules souches sont localisées tout le long du follicule pileux, sensibles aux rayonnements ionisants. La sécrétion de sueur par les glandes sudoripares s’effectuera en cas de changements environnementaux (stress, température…).