La peau représente l’organe le plus lourd et le plus étendu du corps humain, Elle constitue une interface avec le milieu extérieur et assure de multiples fonctions vitales, telles que la protection de l’organisme (face aux chocs, à la pollution, aux micro-organismes, aux rayonnements ultra-violet...), la régulation thermique, la production de vitamine D, ainsi que de nombreuses autres fonctions.
La structure de la peau est complexe. Elle se subdivise en 3 régions superposées qui sont de la superficie vers la profondeur : l'épiderme, le derme et l'hypoderme ainsi que d'annexes :les poils , les ongles ,les glandes sudoripares et sébacées.
Par convention, une peau est dite épaisse ou fine suivant l'épaisseur de son épiderme, ainsi définie, une peau épaisse n’est présente qu’au niveau des paumes des mains et des plantes des pieds. L'épaisseur du derme et de l'hypoderme est aussi très variable et ce indépendamment de celle de l’épiderme.[30,31,32,33,34].
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1. Epiderme
L’épiderme est un épithélium stratifié kératinisé constitué à 80 % de kératinocytes, qui se renouvellent tous les 28 jours. On y trouve également d’autres types cellulaires :
Des mélanocytes qui produisent la mélanine, pigment protecteur.
Des cellules de Langerhans : cellules dendritiques du système immunitaire.
Des cellules de Merkel : cellules du système nerveux périphérique. Ces quatre types cellulaires sont regroupés en cinq sous-couches dont la plus profonde repose sur une lame basale.
On retrouve ainsi, en remontant vers la surface : d’abord la couche basale (stratum basale), puis la couche épineuse (stratum spinosum), la couche granuleuse (stratum granulosum), la couche claire (stratum lucidum, uniquement dans la peau épaisse) et la couche cornée (stratum corneum) [35].
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a. Les kératinocytes
Les kératinocytes constituent la majorité des cellules de l’épiderme. Issues de la couche basale, compartiment germinatif, elles suivent un programme de différenciation puis d’apoptose et d’élimination de la profondeur vers la surface.Elles produisent en abondance des protéines filamentaires du cytosquelette appelées tonofilaments, et se transforment progressivement en cellules cornées.
Les kératinocytes assurent trois grandes fonctions liées à des structures morphologiquement individualisables :
Ils assurent la cohésion de l’épiderme par leur cytosquelette et les systèmes de jonction d’adhésion qu'ils établissent entre eux (desmosomes) et avec la matrice extra-cellulaire (hémidesmosomes). Ils forment une barrière entre le milieu extérieur et le milieu intérieur
au niveau de la couche cornée résultat d'un processus complexe, dénommé différenciation épidermique terminale.
Ils protègent l'organisme des radiations lumineuses grâce aux mélanosomes de type IV qu'ils ont phagocyté à partir des mélanocytes [34,35,36].
L’épiderme se renouvelle en moyenne tous les 28 jours, temps nécessaires aux kératinocytes pour se différencier et migrer à travers les 5 couches constituant l’épiderme:
La couche basale (stratum germinatum), est la plus profonde Directement en contact avec la membrane basale, elle ne comporte qu’une assise cellulaire de kératinocytes cylindriques unies les unes aux autres par des desmosomes et à la membrane basale par des hémidesmosomes. Elle est l’unique couche de régénération cellulaire.
La couche de Malpighi ou cellules à épines (stratum spinosum) est faite de plusieurs couches cellulaires qui se détachent de la membrane basale, acquérant alors la capacité à synthétiser de la kératine. Cette kératine permet de rigidifier les cellules et de les rendre imperméables. On retrouve 2 types d’assises cellulaires, polyédriques (profondeur) et aplaties (superficie). Les épines correspondent à l’aspect histologique de la convergence des tonofilaments et des desmosomes, dont le rôle est essentiel dans le maintien de la cohésion cellulaire [37,38].
La couche granuleuse (stratum granulosum) est formée de trois à cinq assises de cellules aplaties à noyaux pycnotiques, extrêmement basophiles du fait de la présence de grains de kératohyaline dans le cytoplasme.
La couche claire (stratum lucidum) est constituée de cellules aplaties, éosinophiles et anuclées. Elle est uniquement présente dans les épidermes épais, palmaires et plantaires.
La couche cornée (stratum corneum) est composée de plusieurs assises cellulaires aplaties, kératinisées et anuclées. Leur cytoplasme est occupé par des fibres de kératines enrobées d’une substance amorphe qui renferme une protéine ultrarésistante: l’involutine. Cette protéine confère sa rigidité et sa résistance à la couche cornée dont l’ensemble des cellules est morte. En surface des cornéocytes sont éliminés de façon ordonnée, ce processus est appelé desquamation. La couche cornée un écran étanche limitant les pertes d’eau par évaporation [38].
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Figure 4 : coupe histologique montrant les différentes couches constituants l'epiderme
. b. Les mélanocytes
Dans l’épiderme, les mélanocytes sont situés principalement dans la couche basale. Ils ont un aspect étoilé et leurs prolongements cytoplasmiques s’insinuent entre les kératinocytes. Ils sont dépourvus de systèmes de jonction intercellulaire avec les cellules voisines. En microscopie optique, les mélanocytes ne sont identifiables qu’avec des colorations argentiques ou par des techniques immunocytochimiques
Les mélanocytes synthétisent de nombreuses cytokines (IL1alpha, IL1- bêta, IL3, IL6, TNF-alpha, GM-CSF) ; en période néo-natale, ils synthétisent également des leucotriènes dont l’action n’est pas connue.
Les mécanismes intimes du transfert des mélanosomes des mélanocytes aux kératinocytes sont incomplètement compris La mélanine est en grande partie, responsable de la couleur de la peau et des phanères.
Figure 5 : Les mélanocytes de l'epiderme interfolliculaire .
c. Les cellules de Langerhans
Les cellules de Langerhans font partie du groupe des cellules dendritiques. Elles dérivent des cellules souches hématopoïétiques situées dans la moelle osseuse et sont présentes dans tous les épithéliums pavimenteux stratifiés des mammifères. Elles sont en particulier dispersées entre les kératinocytes de la couche à épines de l’épiderme, la E-cadhérine jouant un rôle probablement important dans leur adhérence aux kératinocytes. La microscopie électronique permet de distinguer les cellules de Langerhans des mélanocytes, en mettant en évidence dans leur cytoplasme d’une part, l’absence de prémélanosomes et de mélanosomes et d’autre part, la présence de petits organites discoïdes pathognomoniques (granules de Birbeck).
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Figure 6 : Granules de birbeck dans les cellules de langerhans .
Les cellules de Langerhans initient et propagent les réponses immunes dirigées contre les antigènes appliqués sur la peau. Elles sont capables d’ingérer des particules étrangères y compris des microorganismes. Après avoir capté l’antigène, les cellules de Langerhans activées quittent l’épiderme et gagnent les ganglions lymphatiques satellites où elles présentent les déterminants antigéniques aux lymphocytes T. Le GM-CSF induit la prolifération et la différenciation des précurseurs des cellules de Langerhans, ainsi que leur activation. Plusieurs marqueurs immunocytochimiques permettent de les identifier (CD1a par exemple) [35,36,37,].
d. Les cellules de Merkel
Situées de façon dispersée dans la couche germinative, entre les kératinocytes basaux, au contact d’une terminaison nerveuse libre, les cellules de Merkel sont caractérisées en microscopie électronique par la présence dans leur cytoplasme de très nombreuses vésicules à centre dense entouré d’un halo c lair. Les cellules de Merkel sont des cellules neuroendocrines qui expriment des marqueurs neuronaux (chromogranine, synaptophysine, nombreux neuropeptides) et des marqueurs épithéliaux (nombreuses kératines notamment la K20, qui au niveau de la peau et de ses annexes, serait spécifique des cellules de Merkel). Les cellules de Merkel sont des mécanorécepteurs qui auraient également des fonctions inductives et trophiques sur les terminaisons nerveuses de l’épiderme et sur les annexes cutanées.
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e. Jonction dermo-épidermique
La jonction entre le derme et l'épiderme est une région importante, reliant ces deux couches. La séparation des deux couches par des forces de cisaillement est empêchée par :
La basale dermo-épidermique joue un rôle essentiel dans la cohésion dermoépidermique.
Son épaisseur est de 2 mm et PAS positive. La membrane basale est formée de protéoglycanes, de laminine et de collagène type IV.
La lame réticulaire : formée par du collagène type VII, elle joue un rôle essentiel dans l'ancrage de la lamina basale à la matrice extracellulaire.
Dans les régions soumises en permanence à des forces de cisaillement, le système de crêtes est très développé (doigts, paumes et plantes) [39].
2. Le derme
Le derme est un tissu conjonctif habituellement lâche en périphérie et plus dense (fibreux) en profondeur. Il contient de nombreux vaisseaux sanguins et lymphatiques, des nerfs et des terminaisons nerveuses sensitives libres et corpusculaires, ainsi que diverses annexes cutanées dérivées de l’épiderme et Le derme est une des trois couches constitutives de la peau comprise entre l’épiderme et l’hypoderme. C’est un tissu conjonctif qui est principalement composé d’une matrice extracellulaire produite par des fibroblastes, la principale population cellulaire dermique.
Le derme est un tissu fin (en moyenne une épaisseur de 1 à 2 mm), contenant éventuellement des expansions musculaires des muscles peauciers ; il est plus épais au niveau de la paume des mains et de la plante des pieds (3 à 4 mm) et plus fin au niveau des paupières et du prépuce (0.6 mm).
Le derme est classiquement divisé en deux régions qui diffèrent par la composition et l’organisation de leur matrice extracellulaire respective :
* Le derme papillaire, le plus superficiel, qui se trouve sous l’épiderme et forme les papilles dermiques entre les crêtes épidermiques. C’est un tissu conjonctif lâche constitué de fines fibrilles de collagène de type I et III, isolées et orientées le plus souvent perpendiculairement ou obliquement par rapport à la jonction dermo-épidermique. Des fibres élastiques également orientées perpendiculairement à l’épiderme forment des structures en forme de chandelles. Le plexus vasculaire sous les crêtes papillaires délimite la limite inférieure du derme papillaire. Les capillaires qui s’étendent depuis le plexus sous-papillaire se projettent dans les papilles dermiques pour apporter les nutriments nécessaires à l’épiderme.
* Le derme réticulaire plus profond qui est un tissu conjonctif plus dense composée d’un entrecroisement de faisceaux de grosses fibres de collagène et de fibres élastiques présentant une orientation préférentiellement parallèle à la surface de la peau. Le derme réticulaire contient moins de collagène de type III que le derme papillaire. Un plexus vasculaire profond et la transition entre un tissu fibreux et un tissu adipeux marque la limite inférieure du derme réticulaire.
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La zone supérieure du derme réticulaire (également dénommé derme intermédiaire) présentent des fibres de collagène d’un diamètre moyen et des fibres élastiques d’élaunine.
Les cellules dermiques qui sont plus abondantes dans le derme papillaire que dans le derme réticulaire, forment deux populations : une population comprenant les fibroblastes et fibrocytes qui en produisant la matrice extracellulaire fournissent la structure de base du derme, et une population de cellules mobiles d’origine hématopoïétique, les cellules dendritiques dermiques, les mastocytes et les macrophages qui sont les représentants du système immunitaire au sein du derme. Le derme héberge des vaisseaux lymphatiques ou sanguins, des nerfs et des terminaisons nerveuses spécialisée qui comprennent les récepteurs nerveux sensitifs de Merkel et les corpuscules de Meissner (pour le toucher ), les corpuscules de Pacini (pour la pression), et les corpuscules de Ruffini (récepteurs mécaniques). Le derme abrite également les annexes épidermiques incluant les glandes sudorales eccrines et apocrines, les follicules pilo-sébacés (sauf au niveau de la paume des mains et de la plante des pieds). Le derme contient également des cellules du système immunitaire : les cellules dendritiques dermiques, des macrophages et des mastocytes [39].
Figure 8 : coupe histologique du derme
3. L’hypoderme
Continuant le derme vers la profondeur, l’hypoderme est un tissu conjonctif lâche richement vascularisé, on distingue trois composants: le tissu graisseux formé d’adipocytes groupés en lobules, les septums inter lobulaires qui sont des tractus conjonctifs séparant les lobules graisseux, et enfin, les nerfs et les vaisseaux .
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Lobules graisseux
Ils sont composés par les adipocytes. Ce sont de volumineuses cellules dont le cytoplasme est optiquement vide, puisque leur contenu liquide a disparu. On voit bien leur contour cellulaire : ce sont des cellules arrondies possédant un noyau vacuolaire allongé refoulé contre la membrane. Entre les adipocytes, on trouve de petits capillaires.
Les adipocytes sont groupés en lobules primaires, dont la vascularisation artérielle est de type terminal.
Ces lobules primaires sont à leur tour organisés en superstructures qui sont les lobules secondaires, visibles à l’œil nu, et d’une taille d’environ 1cm. Ces lobules sont séparés les uns des autres par les septums.
Septums inter lobulaire :
Ils sont constitués de lames plus ou moins larges faites de tissu conjonctif avec quelques fibrocytes. On y trouve des artères, des veines, et des nerfs dont la structure a été développée plus haut. Ils servent en fait de lieu de passage aux vaisseaux qui vont assurer la vascularisation de la peau.
Les fonctions de l'hypoderme sont nombreuses :
Fonction métabolique : le tissu adipeux est le plus grand réserve d'énergie de l'organisme. Il est capable de stocker les lipides sous forme de triglycérides et de les libérer sous forme d'acides gras et de glycérol.
Fonction plastique: il modèle la silhouette. Fonction mécanique : il amortit les chocs
4. Vascularisation de la peau
La vascularisation cutanée est très abondante et liée aux nombreuses fonctions de la peau. Elle assure non seulement l’oxygénation et la nutrition des différentes structures de la peau, mais aussi le maintien de la thermorégulation, de la pression artérielle et de l’équilibre hydrique de l’organisme.
a. Circulation artérielle
L’apport de sang artériel provient des artères sous-cutanées qui cheminent en profondeur parallèlement à la surface cutanée et envoient des collatérales dans les septa de l’hypoderme. Au niveau de la jonction dermohypodermique, ces artères s’entrelacent et forment le plexus profond. De ce plexus partent des artérioles plus fines (3 à 4 mm) qui montent dans le derme réticulaire et forment à la jonction des dermes réticulaire et papillaire le plexus superficiel. De ce dernier naissent les capillaires artériels qui se distribuent dans les papilles dermiques et se prolongent par les capillaires veineux en formant une anse capillaire. L’épiderme n’est pas vascularisé.
b. Circulation veineuse et lymphatique
La circulation veineuse est parallèle à la circulation artérielle : capillaires papillaires, plexus superficiel, plexus profond, veines sous-cutanées. Le réseau lymphatique est superposable au réseau artério-veineux
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Figure 9 : coupe montrant la vascularisation de la peau
5. Innervation de la peau
L'innervation cutanée est particulièrement complexe. Elle rend compte de la variété et de la complexité des sensations cutanées qui jouent un rôle majeur dans la protection de l'individu et dans la façon dont il s'informe de son environnement proche.
La voie efférente comprend des terminaisons libres non myélinisées dermiques et épidermiques et des récepteurs dermiques libres ou encapsulés. Les plus connus de ces derniers sont les corpuscules de Pacini, siégeant dans l'hypoderme des régions palmo-plantaire et génitale, Ils ont une structure lamellée à la manière d'un bulbe d'oignon. Les corpuscules de Meissner sont caractéristiques des papilles dermiques des zones de frottement. De nombreux autres récepteurs ont été décrits, mais on ne connaît pas avec précision les corrélations entre chacun d'eux et les différents types de sensations. Il semble aujourd'hui que la part la plus importante de la sensibilité passe par les terminaisons nerveuses libres du derme superficiel de l'épiderme.
Les nerfs sensitifs deviennent rapidement myélinisés et rejoignent les racines postérieures spinales selon une topographie stricte organisée sous forme de dermatome.
La voix efférente est constituée par le système sympathique avec ses fibres adrénergiques qui contrôlent la vasoconstriction, l'horripilation et la sécrétion sudorale apocrine, et par ses fibres cholinergiques qui contrôlent la sécrétion sudorale endocrine.
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Les recherches sur la neurophysiologie de la peau sont aujourd'hui extrêmement actives et il apparaît que à travers la libération de neuromédiateurs, le système nerveux cutané est capable de contrôler la prolifération et la différenciation cellulaire, la libération des cytokines de l'inflammation, l'activation des cellules immunitaires et la phase primaire, vasculaire de l'inflammation.
Figure 10 : Innervation de la peau