Fonctions de la peau : Fonction barrière, Différenciation épidermique, Fonction de thermorégulation, Fonction sébacée.

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1 Vendredi 11 avril 2014 STRELLA Juliette L2 Revêtement cutané Dr C. GAUDY-MARQUESTE Relecteur 2 12 pages Fonctions de la peau : Fonction barrière, Différenciation épidermique, Plan : A. La fonction barrière I. La couche cornée II. Desquamation III. Régulation et mécanismes de la fonction barrière B. Thermorégulation I. Généralités II. Echanges thermiques entre organisme et environnement III. Régulation C. Fonction sudorale I. Fonction sudorale II. Glande sudorale eccrine III. Glande sudorale apocrine D. Fonction sébacée I. La glande sébacée II. Le sébum III. Contrôle hormonal de la sécrétion sébacée Les questions porteront sur ce qui est en gras et qui correspond aux points sur lesquels elle a insisté lourdement. Rappels : La peau : Organe de revêtement Superficie 2m² Poids total 4.5kg (2 fois celui du cerveau) Interface entre le milieu interne de l organisme et l environnement Structure histologique adaptée à des fonctions multiples et complexes Les grandes fonctions : Barrière différenciation épidermique Thermorégulation (fonction sudorale) Fonction sébacée Cicatrisation Fonctions immunitaires Pigmentation. 1/12

2 A. La fonction barrière Elle est essentiellement assurée par l épiderme et plus particulièrement par la couche cornée (stratum corneum). La barrière épidermique est renouvelée toutes les 3 semaines, elle est fonctionnelle à 34 semaines de gestation. Elle subit des processus de maturation supplémentaires au cours des 1 e semaines de vie (formation acidité de surface) et on note une immaturité chez le prématuré entraînant un accroissement des pertes insensibles en eau et de la sensibilité aux infections. I. La Couche Cornée (CC) Elle a un rôle de protection de l organisme contre les pertes hydriques. C est une barrière hydrique partiellement perméable, elle contrôle et régule les mouvements d eau vers l intérieur et l extérieur du corps. Il existe des pertes hydriques transépidermiques insensibles. En moyenne ½ litre de vapeur d eau est perdue via les glandes sudoripares qui assurent la thermorégulation. Du fait de sa fonction de contrôle des flux hydriques, la couche cornée contrôle aussi en grande partie l absorption cutanée. 1. Fonctions de la CC : - Rôle de protection de l organisme contre les pertes hydriques (du fait de sa fonction de contrôle des flux hydriques, la couche cornée contrôle aussi en grande partie l absorption cutanée). - Rôle de protection contre les agressions physiques (stress mécanique, changements de température, UV). - Rôle de protection contre les agressions chimiques (toxiques, allergènes). - Rôle de protection contre les agents infectieux grâce à la desquamation constante des cornéocytes au ph acide, à la cohésion des cellules cornifiées et à la présence de molécules chimiques appelées défensines. 2. Organisation de l épiderme : Plusieurs compartiments : - Compartiment germinatif (couche basale) - Compartiment de différenciation (couches épineuses, granuleuses et cornées) Il existe un processus continu de différenciation qui aboutit à la constitution de la couche cornée résistante et relativement imperméable à l eau. implique différents processus (modifications morphologiques et synthèses protéiques et lipidiques) aboutissant à la cornification. 2/12

3 3. Composition de la CC : La CC est un empilement de cellules anucléées aplaties dépourvues de noyaux et d organites et desquamant à la surface de l épiderme : les cornéocytes. Les espaces inter-cornéocytaires sont scellés par des lipides intercellulaires organisés en bicouches issus du contenu déversé par les corps lamellaires à l interface entre l épiderme vivant et le stratum corneum. Les desmosomes sont biochimiquement modifiés en cornéo-desmosomes et il y a apparition de la cornéodesmosine (protéine spécifique des cornéodesmosomes). Structure de la barrière épidermique : Cornéocytes incorporés dans une enveloppe appelée enveloppe cornée formée de protéines fortement réticulées comme la loricrine, l involucrine et la filaggrine qui confèrent la résistance mécanique à la peau. Bicouches lipidiques qui assurent la rétention de l eau et régulent le mouvement des électrolytes. Arrangement selon un modèle «brique-ciment» avec Briques = cornéocytes Ciment = ciment intercornéocytaire constitué de lamelles lipidiques provenant de la transformation des lamelles lipidiques des kératinosomes. Le contrôle des flux hydriques dépend de 2 facteurs : 1 : la cohésion des kératinocytes 2 : le remplissage des espaces intercornéocytaires par des lipides structurés en multicouches. 4. Les protéines de la CC Les kératines : Elles forment le filament intermédiaire du cytosquelette des cornéocytes (K1 et K10 = principales kératines des couches supra-basales). Elles sont liées à la desmogléine 1 et à la desmocolline 1 des cornéodesmosomes par l intermédiaire des protéines de la plaque demososmale (phakoglobine et desmoplakines) et interagissent avec les protéines réticulées de l enveloppe cornée renforçant sa stabilité. 3/12

4 L enveloppe cornée ou cornifiée : C est un épaississement de 15 à 20 nm d épaisseur à la face interne de la membrane cytoplasmique caractéristique des cornéocytes. Elle apparaît quand le noyau et les organites cytoplasmiques des kératinocytes disparaissent. Elle est constituée de multiples protéines (>20) dont la filaggrine, réticulées par des transglutaminases. Elle est hautement résistante, complexe stable et insoluble. La filaggrine : Elle est produite à partir de la profilaggrine contenue dans les grains de kératohyaline de la couche granuleuse. Elle est responsable du passage de l organisation en trousseaux de filaments intermédiaires de kératine à une organisation en réseau (agrège et réticule en paquets serrés). Elle participe à la formation du facteur naturel d hydratation (Natural Moisturing Factor) impliqué dans le maintien de l hydratation de la CC et de l élasticité cutanée. Elle présente des mutations associées à une dermatite atopique / Diminution de la production de NMF dans l ichtyose. 5. Bicouche lipidique : Elle se compose de céramides, cholestérol et acides gras libres. Ils sont synthétisés par les kératinocytes et sont acheminés vers la surface par les corps lamellaires et expulsés dans les espaces intercellulaires entre la couche granuleuse et la couche cornée. Il y a un lien direct entre composition du ciment lipidique et la fonction barrière. Ils assurent la rétention hydrique, régulent le mouvement des électrolytes et permettent une organisation dense et imperméable de la couche cornée et ou une absorption sélective. L apparition de quantités croissantes d AG libres contribue à l acidification de la surface cornée. II. Desquamation C est la phase finale du cycle de vie des kératinocytes. On perd environ 1000 cornéocytes/heure/cm 2 = 500 millions de cellules/jour. C est une étape active programmée, invisible à l œil nu qui ne nécessite ni friction ni dessiccation. Des enzymes glycolytiques puis protéolytiques entraînent une dégradation des cadhérines desmosomiales et de la cornéodesmosine dans la partie la plus superficielle de la CC, entraînant la dissociation des cornéodesmosomes. 4/12

5 Elle est régulée par des protéases et des inhibiteurs de protéases sensibles aux variations des ph. Il existe un gradient lié à la dégradation progressive des protéines intracellulaires et des lipides intercornéocytaires en acides aminés et acides gras libres. L état d hydratation de la CC influe sur la mobilité des enzymes protéolytiques hydrophiles au sein des couches lipidiques hydrophobes et contribue à la régulation du processus de desquamation. Les cornéocytes qui desquament sont remplacés par les cellules sous-jacentes et leur perte est contrebalancée par les mitoses qui se produisent au niveau de la couche basale. III. Régulation et mécanismes de la Fonction Barrière 1. ph acide de la CC. Il est indispensable à la formation d une barrière cutanée intacte. Il résulte de : - Mécanismes exogène (acides gras libres d origine pilo-sébacée ou issue de micro-organismes résidents) - Mécanismes endogène. - Le ph neutre à la naissance (ce qui entraîne une augmentation du risque d infection et de mycose). Il y a alcalinisation du siège par l ammoniaque des enzymes fécales responsable d irritations. 2. Hydratation de la CC (+++) Elle assure la souplesse et l élasticité de la peau. La répartition de l eau dans l épiderme est inhomogène : % dans la couche cornée - 40% à la jonction couche cornée-couche granuleuse - 70% dans l épiderme viable C est l un des facteurs responsables de la résistance aux contraintes mécaniques (moindre extensibilité si moindre hydratation). Elle est nécessaire au fonctionnement des enzymes de la desquamation des cornéocytes. 5/12

6 La propriété barrière des lipides intercellulaires contribue aux propriétés hydriques de la couche cornée. La dégradation de la filaggrine est régulée par la teneur en eau de la couche cornée : Forte hydratation = diminution de la production de NMF Diminution de l hydratation = activation de la production de NMF par protéolyse de la filaggrine. Une faible exposition à l humidité stimule la production d IL1, cytokine pro inflammatoire dont la CC contient un stock préformé, ce qui explique une exacerbation de certaines dermatoses inflammatoires dans un environnement sec. 3. Gradient de Ca++ (+++) Calcium = régulateur principal de la kératinisation. Il existe un gradient de Ca ++ ionisé - Bas dans les couches basales (favorise le renouvellement cellulaire). - Maximum dans la couche granuleuse (maintien la sécrétion des corps lamellaires et permet l induction de la synthèse de l enveloppe cornifiée grâce à l activation des transglutaminases). Il a un rôle capital dans le processus de restauration de la barrière après une rupture (chute du Ca++ = signal fort pour la sécrétion massive de corps lamellaires et la restitution de l étanchéité de surface via le dépôt lipidique induit). La présence de vitamine D dans l épiderme indispensable au maintien du gradient calcique. 4. Récepteurs hormonaux. Ils ont un rôle dans la régulation du développement épidermique, l homéostasie de la perméabilité et les processus inflammatoires. Ex : liaison des glucocorticoïdes et des oestrogènes aux récepteurs hormonaux nucléaires stimulant l ontogénèse de la barrière cutanée. 6/12

7 B. Thermorégulation I. Généralités La fonction de thermorégulation : Il est nécessaire pour l organisme de maintenir une température interne constante. La température interne est de 37 +/ Elle est physiologiquement plus élevée en soirée. Le maintien de cette homéostasie se fait par différents mécanismes régulateurs. Il y a 2 compartiments : - Compartiment interne (encéphale et viscères) - Compartiment périphérique (peau et muscles) Le compartiment périphérique produit ou évacue de la chaleur pour maintenir la température du compartiment interne constante. La principale source de chaleur de l organisme est le métabolisme des cellules. La production musculaire correspond à 30% de la chaleur de l organisme, elle peut être multipliée par 40 en cas d exercice physique intense. II. Echanges thermiques entre organisme et environnement : Pas de questions sur les mécanismes apparemment. 1. Rayonnement Échange de chaleur par l intermédiaire de photons infra rouges. Tout corps plus chaud que les objets de son entourage cède de la chaleur à ces objets (ex : radiateur) - Environnement frais => diffusion de chaleur - Environnement chaud => absorption de chaleur 1. Conduction Transfert de chaleur entre 2 objets directement en contact. Transfert d énergie thermique de l objet le plus chaud au plus froid. Ex : dans un bain chaud : une partie de l énergie thermique de l eau est transférée au revêtement cutané. 2. Convection Élévation de l air chaud et descente de l air froid. Augmente l interface d échange. Brassage continuel d air sur notre peau. 3. Evaporation Transfert d énergie thermique sur les molécules d eau entraînant la mise en mouvement et le passage de l état liquide à l état gazeux. Élimination de l eau sous forme insensible = perspiration. 7/12

8 III. Régulation Il y a 2 types de régulation : - Régulation comportementale : vêtements, activité, alimentation - Régulation physiologique L hypothalamus est le thermostat biologique qui équilibre la balance de la thermorégulation entre thermolyse et thermogenèse en fonction des infos reçues via les thermorécepteurs du cerveau, de la peau et des vaisseaux sanguins. Protection contre le froid Il y a 3 mécanismes visant à produire de la chaleur et/ou limiter les perditions : 1 : Augmentation du métabolisme via les catécholamines et la thyroxine à plus long terme stimulant le métabolisme cellulaire. 2 : Production de chaleur par les muscles via la contraction des muscles arrecteurs des poils (horripilation) et la contraction des muscles antagonistes produisant le frisson. 3 : Vasoconstriction cutanée artériolaire via le renforcement du tonus sympathique avec limitation des échanges en surface et circulation prédominant dans les couches profondes. Protection contre le chaud 1 : Vasodilatation cutanée active : augmente la perdition de chaleur par convection (mouvement du sang) et rayonnement. 2 : Sudation stimulée par le système nerveux sympathique. C. Fonction sudorale I. Fonction sudorale Sudation = phénomène consistant à évacuer de la chaleur (thermolyse) grâce au phénomène d évaporation de l eau à la surface de la peau. Rôle essentiel dans la thermorégulation. Les sécrétions sudorales dépendent de la nature et de la fonction des glandes : Il y a 2 types de glandes sudorales ou sudoripares : - Glandes à sécrétion eccrine qui interviennent dans le processus de thermorégulation - Glandes à sécrétion apocrine peu impliquées 8/12

9 1. La glande : II. Glandes sudorales eccrines Les plus nombreuses 3 à 5 millions Elles sont réparties sur toute la surface de la peau sauf lit unguéal, lèvres et OGE. Elles n existent que chez les mammifères et les primates. Leur nombre est défini à la naissance et varie selon les individus, le sexe, la topographie. La densité maximum se situe au niveau des régions palmo-plantaires. Ce sont des glandes exocrines tubuleuses pelotonnées avec une portion sécrétrice (au niveau du derme réticulaire ou à la jonction dermo-hypodermique) et un canal excréteur. Elles sécrètent une sueur eccrine dont la composition varie d une personne à l autre, d un moment à l autre, d un site à l autre. La sueur primitive reflète la composition du plasma (sueur isotonique) puis il y a modification par des mécanismes de résorption dans le tube excréteur. La sueur définitive est hypotonique salée, acide. Elle contient des ions en solution aqueuse (sodium, potassium, chlore, bicarbonate) et des composants organiques (lactate, ammoniaque, pyruvate, urée, acides aminés, glucose). Il peut y avoir modification de ces électrolytes en condition pathologique : mucoviscidose, maladie de Cushing, maladie d Addison, médicaments (glucocorticoïdes, aldostérone, hormones antidiurétiques). Le taux moyen de production de sueur augmente au moment de la puberté chez l homme mais reste stable chez la femme. La production de sueur de l homme est supérieure de 30% à celle de la femme. Il y a une diminution physiologique de la sudation avec l âge. La sueur est hypotonique d où une perte d eau plus importante que la perte de sodium déclenchant la sensation de soif. (elle a insisté là-dessus) 9/12

10 2. La fonction sudorale : La sécrétion et l excrétion de la sueur par les glandes sudorales eccrines se font en continu. Le fonctionnement est ralenti en l absence de stimulation. Il y a une évaporation permanente d eau. Il existe un phénomène de perspiration insensible produisant 200mL de sueur / heure dans un environnement de 18 C et pour un organisme au repos. 3. Contrôle de la sécrétion eccrine : Le flux est modulé en fonction des besoins de la thermorégulation et sous influence de la chaleur locale. En cas de stimulation maximale, la perte maximale est de 3L/heure pendant un temps court. Il y a un plateau de 0.5L/heure. La sécrétion eccrine épargne les paumes, plantes, front et aisselles, sièges d une sudation «psychique». L innervation se fait par le système sympathique à médiation physiologique cholinergique. La sécrétion est modulée par des centres de contrôle (centre de thermorégulation de l hypothalamus antérieur et centres corticaux frontaux entre autre) avec également des centres médullaires et des centres bulbaires. Les stimuli sont : thermiques, émotionnels, intellectuels, gustatifs, digestifs, hypercapnie, hypoglycémie. En cas d élévation de la température interne, l hypothalamus stimule la production et l évacuation de la sueur par l intermédiaire du système nerveux sympathique. En cas de fièvre ou d effort, la sueur humidifie la surface de la peau et abaisse la température corporelle (thermolyse) par évaporation. La stimulation des glandes eccrines peut être déclenchée par des stimuli émotionnels trouvant leur origine dans le cortex cérébral. I. Glandes sudorales apocrines Elles sont annexées aux follicules pilo-sébacés, on les trouve en régions axillaires, génitales, péri-anales, pubis, aréoles mammaires. Elles se développent à la puberté mais il n y a pas d influence des hormones sexuelles. Elles produisent une sécrétion laiteuse visqueuse et opaque peu abondante. La sueur produite est composée d azote, de lactate et d ions (sodium, potassium, calcium, magnésium, chlore, carbonate), elle est souvent mélangée au sébum. C est la dégradation de la sueur stagnant à la surface par les bactéries qui est responsable des mauvaises odeurs. Cette sécrétion répond aux stimuli émotionnels, cholinergiques, adrénergiques. Autres fonctions des glandes sudorales : Augmentation de l adhérence et de la sensibilité (régions palmo-plantaires). Rôle de lubrifiant protégeant les zones fragiles des traumatismes frictionnels. Rôle de défense via la présence d IgA et un effet bactéricide. Voie de diffusion de certains médicaments antifongiques (ketoconazole, griseofulvine) 10/12

11 D. Fonction sébacée Sébum = composé lipidique produit par les glandes sébacées (GS). Il assure un film de protection à la surface de l épiderme, quand il est produit en excès on parle d hyperséborrhée. Il est impliqué dans la formation des lésions rétentionnelles et inflammatoires de l acné. 1. La glande sébacée C est une annexe d origine ectodermique appendue au poil et constituant le follicule pilo-sébacé. Elle est ubiquitaire sauf paumes-plantes, elles sont nombreuses en région médio-faciale et cuir chevelu. C est une glande sans lumière constituée de cellules sébacées ou sébocytes différenciés à partir d une assise basale germinative séparée du tissu conjonctif par une membrane basale. La sécrétion est holocrine (le sébum est contenu dans les sébocytes qui éclatent et libèrent leur contenu lipidique dans le canal excréteur qui rejoint le canal pilo-sébacé). 2. Le sébum Il est constitué de lipides : TG, cires (esters d acides gras et d alcool), squalène, cholestérol en proportion variable selon la taille des GS et l âge. Il engaine les tiges pilaires et s étale à la surface de la couche cornée. Il forme le film hydrolipidique en association avec les lipides de surface et une phase aqueuse constituée de liquide extracellulaire et de sueur qui s oppose à la perte d eau trans-épidermique (rôle anti-déshydratation). Il participe à l écosystème microbien. 3. Contrôle hormonal de la sécrétion sébacée : La GS est un tissu cible des androgènes, mais également un lieu de synthèse du seul androgène actif, la dihydrotestostérone (DHT). Les androgènes (testostérone - T, 4androstènedione, déhydroepiandrostérone DHEA) proviennent des gonades (testicules et ovaires) et des surrénales. Ils circulent dans le sang périphérique sous forme libre et sous forme liée à la protéine porteuse ou Sex Hormone Binding Globulin (SHBG). Ce sont les formes libres qui pénètrent les cellules cibles, donc les sébocytes. Les sébocytes possèdent les enzymes nécessaires à la transformation des androgènes en DHT, en particulier la 5αréductase qui transforme la T en DHT. Les sébocytes possèdent également les récepteurs cytosoliques spécifiques aux androgènes (AR). La DHT se fixe au récepteur, le complexe DHT/AR pénètre le noyau et active les synthèses protéiques et enzymatiques nécessaires à la production de sébum. Plus le taux intracellulaire de DHT sera élevé, plus la production de sébum sera importante. 11/12

12 La sensibilité aux androgènes des récepteurs et les activités enzymatiques du sébocyte sont liées à plusieurs polymorphismes génétiques. Ceci explique les grandes variations individuelles de la production de sébum. Cette stimulation androgénique de la fonction sébacée associée à un trouble de la différenciation des kératinocytes de la partie supérieure du canal folliculaire (elle-même androgénodépendante), qui aboutit à une obstruction de celui-ci, est responsable de la formation des lésions dites rétentionnelles, puis inflammatoires, de l acné. Les oestrogènes exercent une action antiandrogénique indirecte, du fait d une augmentation de la synthèse hépatique de la SHBG et donc d une diminution des quantités d androgènes libres qui pénètrent la cellule sébacée. Les progestatifs du fait de leur structure biochimique peuvent exercer sur le récepteur AR un effet agoniste (androgénique) ou un effet antagoniste (antiandrogénique). Les sébocytes sont fonctionnels pendant la vie foetale et participent à la formation du vernix caseosa. Après la naissance, les glandes sébacées sont peu actives, jusqu à l adrénarche surrénalienne puis la maturation de la fonction endocrinienne des gonades à la puberté (gonarche). C est ce qui explique l acné dite juvénile pubertaire. Chez la femme en activité génitale, la séborrhée et l acné, sont influencées par le type de contraception hormonale : - Les progestatifs contraceptifs ont un effet androgénique, donc stimulant - Les oestroprogestatifs par contre, en fonction de la nature du progestatif, androgénique ou antiandrogénique, peuvent être classés en contraceptifs androgéniques ou antiandrogéniques. Outre l action périphérique directe du progestatif sur le récepteur AR, ils peuvent être antiandrogéniques du fait de leur effet antigonadotrope (freination de la production des androgènes ovariens), et du fait de l effet antiandrogénique indirect de l ethinylestradiol (par le biais de l augmentation de la SHBG circulante). Une acné peut traduire une hyperandrogénie par augmentation de la production des androgènes ovariens (syndrome des ovaires polykystiques) ou surrénaliens (blocs surrénaliens). Le plus souvent l excès de séborrhée est cependant la traduction d un hyperandrogénisme périphérique : les androgènes circulants sont en quantité normale ; Il n y a pas d hyperandrogénie ; il s agit de la traduction d une hypersensibilité des récepteurs AR du fait du polymorphisme génétique, et ceci quel que soit le sexe. Au Carporal, je vous aime, le jour où vous en arriverez à ce ronéo je serai très fière de vous, j espère juste que les exams ne seront pas déjà passés ;)! <3 12/12