Anatomie et Physiologie I

Les niveaux d’organisation de la peau et de ses structures accessoires sont énumérés ci-dessous. Vous les explorerez plus en détail dans les prochaines pages.

• Niveau moléculaire – kératine, mélanine et vitamine D
• Niveau microscopique – cellules souches et cellules de la peau
• Niveau tissulaire – tissu épithélial et conjonctif
• Niveau des organes – peau, composée de l’épiderme, du derme et de l’hypoderme, ainsi que des cheveux, des ongles et des glandes

Niveau moléculaire – Kératine et mélanine

Kératine

La kératine est un groupe de protéines fibreuses qui confèrent aux cheveux, aux ongles et à la peau leurs propriétés résistantes et résistantes à l’eau. Les kératines sont des filaments formés à partir de la polymérisation de protéines de filaments intermédiaires. En plus des liaisons hydrogène intra et intermoléculaires, les kératines contiennent de grandes quantités de cystéine, un acide aminé contenant du soufre, qui forme des ponts disulfures qui confèrent une force supplémentaire.

Les kératines sont un excellent exemple d’assemblage protéique. Les kératines ont une structure secondaire alpha-hélice dans le domaine de la tige centrale. Deux protéines de kératine se réunissent alors et les hélices s’enroulent autour d’elles pour former une structure quaternaire d’un dimère à bobine enroulée. Ces dimères s’assemblent ensuite en protofilaments puis en filaments. Les torsions des torsions sont similaires aux fibres à l’intérieur des cordes. Cependant, les kératines ne sont pas tordues par les machines; elles s’assemblent elles-mêmes en fonction de leur structure primaire.

Mélanine

La mélanine est une classe de photopigment (« photo », signifiant « lumière », et « pigment », signifiant « matériau coloré ») dont la structure moléculaire lui permet d’absorber les rayons UV (ultraviolets) du soleil. La mélanine transforme l’énergie du rayonnement en chaleur inoffensive, et la mélanine empêche les dommages indirects à l’ADN causés par le soleil, responsables de nombreux cancers de la peau. La mélanine donne également leur couleur à la peau, aux cheveux et aux yeux. La mélanine est produite par des cellules spécialisées appelées mélanocytes, à l’intérieur de vésicules spéciales appelées mélanosomes. Environ 10 jours après l’exposition initiale au soleil, la synthèse de mélanine atteint un pic, ce qui explique pourquoi les individus à la peau pâle ont tendance à souffrir de coups de soleil de l’épiderme au départ.

L’albinisme est une maladie génétique qui affecte (complètement ou partiellement) la coloration de la peau, des cheveux et des yeux. Le défaut est principalement dû à l’incapacité des mélanocytes à produire de la mélanine. Les personnes atteintes d’albinisme ont tendance à apparaître blanches ou très pâles en raison du manque de mélanine dans leur peau et leurs cheveux. La mélanine protège l’ADN des cellules de la peau des effets nocifs des rayons UV du soleil. Les personnes atteintes d’albinisme ont besoin de plus de protection contre le soleil et doivent limiter leurs activités de plein air. Le traitement de ce trouble implique généralement de traiter les symptômes.

Niveau moléculaire – Vitamine D

La couche épidermique de la peau humaine synthétise le précurseur de la vitamine D lorsqu’elle est exposée aux rayons UV. En présence de lumière du soleil, un isomère de la vitamine D3, le cholécalciférol, est synthétisé à partir d’un dérivé du cholestérol stéroïdien présent dans la peau. Le foie convertit le cholécalciférol en calcidiol, qui est ensuite converti en calcitriol (la forme chimique active de la vitamine) dans les reins. La vitamine D, qui est vraiment une hormone, est essentielle à l’absorption normale du calcium et du phosphore, nécessaires à la santé des os. De nos jours, cette hormone est ajoutée comme complément à de nombreux aliments, y compris le lait et le jus d’orange, compensant le besoin d’exposition au soleil.

En plus d’affecter la santé des os, la vitamine D est essentielle à l’immunité générale contre les infections bactériennes, virales et fongiques. Des études récentes établissent également un lien entre une insuffisance de vitamine D et le cancer.

Le rachitisme est une maladie de détérioration osseuse souvent causée par une insuffisance de vitamine D, entraînant une absorption insuffisante du calcium. Les enfants sont particulièrement sujets aux effets de cette carence en vitamines en raison de leur rotation et de leur formation osseuses rapides. Chez l’adulte, la carence en vitamine D est appelée ostéomalacie. Typiquement, le rachitisme se trouve dans les pays en développement où la malnutrition empêcherait un approvisionnement adéquat en calcium et en vitamine D.

Cellules microscopiques de l’épiderme

L’épiderme (ou couche épithéliale) est un épithélium squameux stratifié, composé de quatre à cinq couches (selon la région du corps) de cellules épithéliales. Les couches supérieures de l’épiderme sont constituées de kératinocytes, qui sont des cellules contenant la protéine kératine. Les kératinocytes de la couche la plus superficielle de l’épiderme sont morts et disparaissent périodiquement, remplacés par des cellules des couches plus profondes. Au fur et à mesure que les kératinocytes se déplacent superficiellement des couches les plus profondes, ils perdent leur cytoplasme et s’aplatissent, permettant de nombreuses couches dans un espace relativement petit.

Les cellules basales sont un exemple de cellules souches spécifiques aux tissus, ce qui signifie qu’elles peuvent se transformer en une variété de types cellulaires présents dans ce tissu. Dans des conditions normales, les cellules basales filles remplacent le plus souvent les kératinocytes perdus.

La couche la plus profonde de l’épiderme et la couche la plus superficielle du derme donnent des projections qui s’imbriquent (comme du Velcro) et renforcent la liaison entre l’épiderme et le derme. Les projections provenant des cellules épithéliales de la couche inférieure de l’épiderme sont appelées desmosomes et celles provenant du derme sont appelées papilles dermiques. Considérez les projections comme une formation de plis de matière cellulaire. Plus le pli est grand, plus les connexions sont fortes.

Les cellules de Merkel sont des récepteurs sensoriels qui détectent le toucher léger. Ils forment des connexions synaptiques avec les nerfs sensoriels qui transportent les informations tactiles vers le cerveau. Ces cellules sont abondantes à la surface des mains et des pieds.

Les mélanocytes sont des cellules de la couche inférieure de l’épiderme qui produisent le pigment mélanine, qui donne sa couleur aux cheveux et à la peau. Les individus dont les mélanocytes produisent plus de mélanine ont une couleur de peau plus foncée. Les extensions cellulaires des mélanocytes s’étendent entre les kératinocytes.

Les cellules dendritiques ou de Langerhans sont des macrophages tissulaires qui contribuent à la fonction immunitaire de la peau. Ils engloutissent des organismes étrangers et signalent au système immunitaire. Puisque la peau est en contact constant avec l’environnement, il est important d’avoir des cellules immunitaires pour aider à détruire les agents pathogènes qui pourraient franchir la barrière cellulaire de l’épiderme.

L’eczéma est une réaction allergique qui se manifeste par des plaques cutanées sèches et démangeaisons ressemblant à des éruptions cutanées. Normalement, il est utile d’avoir des cellules immunitaires dans la peau, mais elles peuvent également entraîner un dysfonctionnement si elles deviennent hyperactives. Dans l’eczéma, cet excès d’activité peut s’accompagner d’un gonflement de la peau, d’une desquamation et, dans les cas graves, d’un saignement. D’autres réactions allergiques (à médiation immunitaire) comprennent l’urticaire. Les symptômes de ces affections sont généralement gérés avec des hydratants et par voie topique avec des crèmes corticostéroïdes ou antihistaminiques qui réduisent la réponse immunitaire inflammatoire.

Cancer de la peau

Le cancer en général est déclenché en raison de dommages à l’ADN qui s’accumulent dans une cellule particulière au fil du temps. L’exposition aux rayons UV du soleil peut finalement entraîner des mutations dans les génomes de diverses cellules de la peau. L’accumulation de mutations génétiques sur une période de temps, en plus d’autres causes possibles, peut déclencher une croissance incontrôlable des cellules. Les signaux normaux qui contrôlent les divisions cellulaires (même les cellules souches ont ces contrôles) sont perdus et les cellules se développent pour former une tumeur ou une masse de cellules. Alors que certaines tumeurs sont bénignes (restent au même endroit), certaines produisent des cellules qui se délogent de la tumeur et établissent des tumeurs dans d’autres zones du corps. En d’autres termes, ils métastasent et forment des tumeurs secondaires.

Carcinome basocellulaire

Le carcinome basocellulaire est causé par des mutations qui conduisent à un manque de contrôle de la croissance des cellules souches situées dans la strate basale. C’est la forme la plus courante de tous les cancers qui surviennent aux États-Unis. La tête, le cou, les bras et le dos sont les plus sensibles en raison d’une exposition prolongée au soleil. Bien que le rayonnement UV soit le principal responsable, l’exposition à d’autres agents, tels que les rayonnements électromagnétiques ou les produits chimiques cancérigènes, peut également entraîner ce type de cancer. Blessure à la peau due à des plaies ouvertes, des tatouages, des brûlures, etc. peut également être des facteurs prédisposants. Le carcinome basocellulaire commence généralement par une tache inégale, une bosse, une croissance ou une cicatrice à la surface de la peau et répond mieux au traitement lorsqu’il est détecté tôt. L’excision chirurgicale complète de la lésion guérit généralement cette forme de cancer.

Carcinome épidermoïde

Le carcinome épidermoïde est le deuxième cancer de la peau le plus fréquent et affecte les kératinocytes. Les lésions sont généralement écailleuses et rouges et sont plus fréquentes sur le cuir chevelu, les oreilles et les mains. S’ils ne sont pas enlevés, ils peuvent métastaser. La chirurgie et la radiothérapie sont utilisées pour guérir le carcinome épidermoïde.

Mélanome

Le mélanome affecte les mélanocytes, les cellules productrices de pigments de l’épiderme. C’est le plus mortel de tous les cancers de la peau, car il est très métastatique et peut être difficile à détecter avant de se propager. Les mélanomes apparaissent généralement sous forme de taches asymétriques brunes et noires avec des bordures inégales et une surface surélevée. Le traitement implique généralement une excision chirurgicale et une immunothérapie.

Tissu épithélial

La peau contient de nombreux types de tissus. L’épiderme est classé comme tissu épithélial composé d’épithéliums squameux stratifiés. Le derme est constitué de différents types de tissus conjonctifs, y compris le tissu conjonctif irrégulier aréolaire et dense, et les histiocytes (macrophages tissulaires). L’hypoderme contient du tissu conjonctif aréolaire, du tissu adipeux et des glandes.

L’épiderme est principalement constitué de cellules épithéliales squameuses (plates) stratifiées (en couches). Les cellules épithéliales présentes dans les différentes couches de l’épiderme ont des formes différentes. La stratification (stratification) est importante dans le tissu épithélial du système tégumentaire, qui forme une barrière. Les cellules épithéliales présentes dans d’autres systèmes ont d’autres formes de cellules de surface, notamment en forme de cube (cuboïde) et de colonne (colonnaire) en une seule couche (simple) ou plusieurs couches cellulaires (stratifiées).

L’épiderme contient plusieurs types de cellules d’origines différentes, notamment les kératinocytes (95% des cellules sont des kératinocytes), les mélanocytes, les cellules de Langerhans et les cellules de Merkel. L’épiderme ne contient ni vaisseaux sanguins ni nerfs, mais les cellules de Merkel fournissent des signaux aux neurones sensoriels situés sous cette couche du derme. Comme il n’y a pas de vaisseaux sanguins, les cellules vivantes de l’épiderme sont nourries par la diffusion des capillaires des papilles dermiques ci-dessous.

Tissu conjonctif

Alors que l’épiderme est composé de cellules épithéliales, le derme est composé de tissu conjonctif. Le derme relie l’épiderme à l’hypoderme et fournit structure et élasticité à partir des fibres de collagène et d’élastine. Ces protéines sont fabriquées par des fibroblastes présents dans le derme. Le collagène et l’élastine travaillent ensemble: les collagènes fournissent de la force; les élastines, comme leur nom l’indique, sont élastiques et permettent une distension. La peau doit rester forte pour vous protéger des abrasions et autres coupures. Cependant, la peau doit également pouvoir se déformer et, espérons-le, retrouver sa forme d’origine.

Les plis permanents de la peau causés par un manque de « rétraction » sont appelés rides. Les rides de la peau sont causées par les expressions faciales habituelles, le vieillissement, les dommages causés par le soleil, le tabagisme, une mauvaise hydratation et divers autres facteurs. Le froissement est un phénomène étonnamment complexe. Principalement, le soleil ou d’autres dommages à la peau provoquent une dégradation du collagène et de l’élastine ainsi qu’une dégradation du remplacement de ces protéines de la matrice extracellulaire dans le derme.

Les vergetures accompagnent généralement un gain de poids rapide pendant la puberté et la grossesse ainsi que pendant le gain rapide de muscle associé à l’haltérophilie. Lorsque le derme (et éventuellement l’hypoderme) est étiré au-delà de ses limites d’élasticité, la peau s’étire pour s’adapter à la surpression. Dans certains cas, le derme ne peut pas remplir adéquatement les zones étirées et peut se déchirer, ce qui rend l’épiderme plus mince et rend les vaisseaux sanguins sous-jacents plus visibles. Ils ont initialement une teinte rougeâtre, mais s’éclaircissent avec le temps à mesure que le tissu se répare et guérit. Autre que pour des raisons cosmétiques, le traitement des vergetures n’est pas nécessaire. Ils se produisent le plus souvent sur les hanches et l’abdomen.

Pigmentation de la peau

La peau contient différents types de mélanine, y compris la phéomélanine, qui est rougeâtre, et l’eumélanine, qui est brun foncé. La quantité et les types de mélanine produits sont sous contrôle génétique. Les combinaisons des différents types de mélanine se traduisent par une large gamme de couleurs et de tons de peau observés chez l’homme. Bien que le nombre de mélanocytes ne varie pas trop entre les individus, le teint dépend de la quantité et du type de mélanine produite par ces cellules. Si une personne a plus de mélanocytes produisant de l’eumélanine, cette personne aurait une couleur de peau plus foncée. La prédominance de la phéomélanine est responsable de la coloration rougeâtre des cheveux chez certains individus.

L’exposition au soleil provoque l’accumulation de mélanine, car l’exposition au soleil stimule les kératinocytes à sécréter une hormone peptidique qui, à son tour, stimule les mélanocytes à produire de la mélanine. Les mélanocytes produisent puis transfèrent la mélanine aux kératinocytes. Cette accumulation de mélanine entraîne un assombrissement de la peau ou un bronzage. L’augmentation de la mélanine protège également l’ADN de la peau des dommages causés par les rayons UV dans une certaine mesure, bien que même les personnes à la peau très foncée puissent contracter un cancer de la peau. La synthèse de mélanine n’atteint son apogée qu’environ 10 jours après l’exposition initiale au soleil, ce qui explique pourquoi les individus à la peau pâle ont tendance à souffrir de coups de soleil de l’épiderme au départ. Les personnes à la peau plus foncée peuvent également avoir des coups de soleil, mais sont plus protégées que les personnes à pigmentation claire.

Les mélanosomes, les organites cellulaires qui contiennent de la mélanine, sont des structures temporaires et sont finalement détruits par fusion avec des lysosomes, ce qui rend le bronzage impermanent. Une trop grande exposition au soleil peut éventuellement entraîner un plissement de la peau en raison de la destruction de la structure cellulaire de la peau et, dans les cas graves, des dommages suffisants à l’ADN peuvent entraîner un cancer de la peau. Une répartition inégale des mélanocytes dans la peau entraîne l’apparition de taches de rousseur.

Protection solaire et rayonnement UVA et UVB

« UV » est une abréviation de « ultraviolet. »Le rayonnement ultraviolet est une partie du spectre électromagnétique entre la lumière visible et les rayons X. Le soleil émet deux gammes de lumière ultraviolette qui pénètrent dans l’atmosphère terrestre: les UVA et les UVB. Les rayons UVB sont partiellement absorbés par la couche d’ozone, mais certains atteignent encore la surface de la Terre. Le rayonnement UVA n’est pas filtré et tout atteint la surface de la Terre. L’une des fonctions de notre système tégumentaire est de nous protéger de ce rayonnement UV. L’exposition à ce rayonnement peut causer des lésions cutanées et des cancers. Les écrans solaires sont conçus pour protéger notre peau des rayons UV. Les écrans solaires avec un facteur de protection solaire (FPS) de 15 ou plus offrent une bonne protection contre les rayons UVB. Pour être protégé des rayons UVA, vous devez disposer d’un produit à « large spectre ».