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barriére épidermique

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50-020-B-10
Barrière épidermique
R. Abdayem, M. Haftek
La peau joue le rôle d’interface entre l’organisme et son milieu environnant. L’épiderme, la couche la
plus superficielle de la peau, assure essentiellement cette fonction de protection interactive. La barrière
épidermique peut être sous-divisée en trois systèmes de défense : la barrière photoprotectrice ; la barrière
immunitaire ; la barrière physique et chimique de la couche cornée. Afin de se protéger des rayonnements
ultraviolets nocifs, l’épiderme dispose de facteurs d’absorption tels la mélanine, produite par les mélanocytes, et l’acide urocanique – un produit de dégradation de la filaggrine. Le système épidermique de
défense immunitaire comprend un versant inné, rapide mais non spécifique, et la réponse adaptative,
systémique et spécifique d’antigène, initiée par les cellules de Langerhans. Le produit de la différenciation terminale des kératinocytes épidermiques, le stratum corneum assure la fonction essentielle de
barrière physique et chimique de perméabilité. Cette couche cornée est constituée de cornéocytes, dotés
d’enveloppes cornifiées et liés entre eux par des cornéodesmosomes, et de la matrice extracellulaire lipidique organisée en feuillets. La barrière épidermique, en constant renouvellement, se caractérise par une
très grande capacité d’adaptation aux conditions changeantes de l’environnement.
© 2015 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
Mots-clés : Barrière ; Épiderme ; Protection ; Stratum corneum
Plan
■
Introduction
1
■
Barrière photoprotectrice
1
■
Barrière immunitaire
2
■
Barrière physique et chimique de la couche cornée
Cytosquelette des cornéocytes
Filaggrine
Enveloppes cornifiées
Lipides intercellulaires
Cornéodesmosomes
Peptides antimicrobiens
2
3
3
3
3
4
4
■
Barrière des jonctions serrées
4
■
Fonctionnement de la barrière épidermique
4
est engagée progressivement dans les couches suivantes : le stratum spinosum puis le stratum granulosum. Le produit final de
la différenciation des kératinocytes, le stratum corneum, assure
la fonction de barrière de perméabilité. Constituant l’interface
entre l’organisme et l’environnement externe, le stratum corneum contrôle les échanges hydriques entre ces deux milieux [3] .
Cette fonction est primordiale pour la survie de l’organisme dans
l’environnement terrestre. Aussi, l’épiderme limite la diffusion de
beaucoup d’agents chimiques, de rayonnements ultraviolets, et la
pénétration des agents pathogènes. Les bactéries, virus et champignons ne sont pas seulement bloqués physiquement à la surface
de la peau, mais aussi confrontés à un panel de protéines antimicrobiennes sécrétées par les cellules cutanées [4] . Deux populations
des cellules dendritiques non épithéliales, les mélanocytes dans le
stratum basal et les cellules de Langerhans dans le stratum spinosum, constituent respectivement deux barrières supplémentaires :
une pigmentaire, photoprotectrice, et l’autre de sentinelles immunocompétentes (immunité acquise) (Fig. 1).
Introduction
L’épiderme est un épithélium pavimenteux stratifié et kératinisé composé majoritairement par les kératinocytes. Il peut être
divisé en quatre couches successives, classées suivant l’état de différenciation des cellules qui les constituent. Le stratum basal est
la couche la plus profonde de l’épiderme, formée d’une assise de
kératinocytes au pouvoir germinatif, dont les cellules souches.
Les cellules filles, engagées dans la voie de différenciation terminale, quittent le compartiment basal et modifient leur expression
génique [1, 2] . Ainsi, la synthèse de nouvelles protéines, telles les
kératines 1, 10 et 2, l’involucrine, la loricrine ou la profilaggrine,
Barrière photoprotectrice
Les rayonnements ultraviolets (UV) émis par le soleil sont divisés en trois catégories selon leur énergie. Les UVC (270–290 nm),
les plus nocifs, sont arrêtés par la couche d’ozone dans la stratosphère. Les UVB (290–315 nm) sont responsables d’érythème
cutané (coup de soleil) et induisent des mutations mais ne
pénètrent pas au-delà de l’épiderme. Le rayon d’action des UVA
(315–400 nm) atteint le derme superficiel. L’exposition répétée
et prolongée aux UVA est responsable de l’élastose dermique et
EMC - Cosmétologie et Dermatologie esthétique
Volume 10 > n◦ 1 > octobre 2015
http://dx.doi.org/10.1016/S2211-0380(15)65708-8
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1
50-020-B-10 Barrière épidermique
Barrière immunitaire
1
2
3
4
5
CL
Kc
6
Mc
7
8
Figure 1. La barrière épidermique. Représentation schématique de la
différenciation des kératinocytes (Kc) de l’épiderme et la formation du stratum corneum (1). Cette couche cornée est composée par l’empilement de
cellules mortes, liées entre elles par des jonctions (cornéodesmosomes)
(3) et une matrice lipidique intercellulaire organisée en lamelles (aux
propriétés hydrophobes) (2). Les lipides sécrétés à l’interface entre les
couches vivantes et le stratum corneum s’ajoutent aux autres éléments
matriciels présents entre les cellules nucléées. Grâce à sa structure et
composition, la couche cornée assure une barrière physique et chimique,
limitant le passage d’eau et protégeant contre la pénétration de molécules
exogènes et de pathogènes. Deux populations des cellules dendritiques
non épithéliales, les mélanocytes (Mc) et les cellules de Langerhans
(CL) participent, respectivement, aux deux barrières supplémentaires au
sein de l’épiderme : photoprotectrice et immunitaire. 4. Stratum granulosum ; 5. matrice intercellulaire ; 6. stratum spinosum ; 7. stratum basale ;
8. membrane basale de la jonction dermoépidermique.
“ Point fort
La barrière épidermique comporte la barrière physique et
chimique du stratum corneum (limitant la perméabilité),
une barrière photoprotectrice et une barrière immunitaire.
du vieillissement cutané photo-induit. Même si l’exposition aux
rayons UV est indispensable pour la synthèse de la vitamine D
dans la peau, les effets nocifs sont nombreux et nécessitent des
systèmes endogènes de photoprotection efficaces. La mélanine
est un pigment synthétisé par les mélanocytes et transféré vers
les kératinocytes, qui le retiennent dans leur cytoplasme en dessus des noyaux. Le nombre très élevé de liaisons présentes dans
ce polymère d’indole et dans des produits intermédiaires dérivés
de l’oxydation de la tyrosine confère à la mélanine son pouvoir
absorbant des rayonnements [5] . Dans les peaux noires, les grains
de mélanine (mélanosomes) persistent jusqu’à la couche cornée.
En plus de la fonction photoprotectrice, on prête aux mélanocytes
beaucoup d’autres fonctions régulatrices, y compris l’influence sur
la qualité de barrière du stratum corneum [6] . Par ailleurs, il existe
d’autres molécules épidermiques endogènes, à part la mélanine,
qui assurent la photoprotection, tel l’acide urocanique qui est un
produit de dégradation de la filaggrine [7] .
2
La peau assure une barrière immunitaire à l’interface avec
l’environnement. Le système immunitaire cutané est composé
des éléments de réponse innée et acquise/adaptative [8] . Le système immunitaire inné repose essentiellement sur les récepteurs
Toll-like qui sont exprimés à la fois par les cellules immunocompétentes (cellules de Langerhans) et les kératinocytes [9] . En
cas de contact avec les éléments de surface des pathogènes,
les récepteurs Toll-like enclenchent la production des molécules
immunomodulatrices capables d’induire une réaction inflammatoire. Cette réponse rapide est ensuite complétée, voire amplifiée
par une réaction immunitaire ciblée, suite à la reconnaissance
des motifs antigéniques spécifiques de pathogène par les cellules immunocompétentes. La réponse immunitaire adaptative
est plus robuste et spécifique. Les cellules de Langerhans, après
avoir capté le stimulus antigénique, migrent vers les ganglions
lymphatiques régionaux pour transmettre l’information aux lymphocytes T et stimuler la production des cellules effectrices
spécifiques d’antigène. Elles assurent donc une fonction de barrière immunitaire adaptative contre les antigènes exogènes à la
peau.
“ Point fort
Les fonctions photoprotectrice et immunitaire de
l’épiderme sont respectivement assurées par la mélanine et l’acide transurocanique, d’une part, et les cellules
de Langerhans et les récepteurs « Toll-like », d’autre part.
Barrière physique et chimique
de la couche cornée
Durant la phase terminale de leur différenciation, les kératinocytes se transforment en cornéocytes. Ce passage se fait en
plusieurs étapes :
• les cellules dans les dernières assises du stratum granulosum
larguent plusieurs constituants dans les espaces intercellulaires ;
• les cellules dégradent leurs organites et s’aplatissent tout en
formant des enveloppes cornifiées rigides ;
• les jonctions intercellulaires sont réticulées à la périphérie des
cornéocytes, consolidant ainsi une structure pluricellulaire stratifiée [10, 11] .
Le stratum corneum (10 à 20 ␮m d’épaisseur) est formé par
empilement de 10 à 20 assises de kératinocytes morts, les cornéocytes. Le stratum corneum est en renouvellement constant, la
perte des cellules les plus externes par le phénomène de desquamation étant compensée par les mitoses dans la couche basale et la
kératinisation des cellules du stratum granulosum. En moyenne,
le stratum corneum normal se renouvelle tous les 14 jours.
Une barrière efficace du stratum corneum repose sur une
adéquate composition biochimique et structurale de ces divers éléments constitutifs et se caractérise par une grande interactivité par
rapport aux influences de l’environnement. L’architecture générale du stratum corneum ressemble à celle d’un mur composé de
briques et de ciment, représentés respectivement par les cornéocytes et les lipides intercornéocytaires [12] , bien que la situation
soit, en réalité, beaucoup plus complexe.
Ainsi, la partie profonde du stratum corneum est composée
des cornéocytes reliés par de nombreuses jonctions et ses espaces
intercellulaires sont remplis majoritairement par des lipides structurés en multicouches. C’est précisément cette zone, appelée le
stratum corneum compactum, qui remplit la principale fonction
de barrière hydrique et de perméabilité. Ensuite, dans le stratum
corneum disjunctum, les jonctions intercellulaires et les éléments
de la matrice intercellulaire sont progressivement dégradés, ce qui
amorce le processus de desquamation.
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Barrière épidermique 50-020-B-10
Plusieurs composantes cellulaires et matricielles sont indispensables pour que la fonction barrière du stratum corneum soit
efficace.
Cytosquelette des cornéocytes
Les kératines sont les protéines les plus abondantes dans les
kératinocytes et constituent leur cytosquelette. On distingue deux
familles de kératines : les kératines acides codées par le chromosome 17q (K9 à K20) et les kératines neutres et basiques codées
par le chromosome 12 (K1 à K8). Des paires de kératines, une de
chaque famille, sont nécessaires pour former des filaments intermédiaires (10 nm), qui participent à leur tour, sous forme des
faisceaux, à la protection de l’épiderme contre les stress mécaniques [13] . En effet, les cytosquelettes des cellules individuelles
se trouvent interconnectés à travers des jonctions desmosomales
en une suprastructure, ce qui confère à l’épiderme une cohésion
et une résistance élastique. Dans le stratum corneum, les kératines représentent plus de 85 % des protéines. Ce pourcentage
élevé n’est pas seulement dû à une augmentation de la synthèse
des kératines dans les couches vivantes supérieures mais aussi à
leur relative résistance à la dégradation subie par d’autres protéines du cytoplasme et des organites. L’attachement des filaments
de kératine à la périphérie des cornéocytes est renforcé par les
phénomènes de réticulation des enveloppes cornifiées. Ainsi, les
cytosquelettes des cornéocytes participent à la fonction barrière
épidermique de par leur contribution aux propriétés mécaniques
de la couche cornée [14, 15] .
Filaggrine
La profilaggrine est l’une des protéines codées par le complexe
de différenciation épidermique qui s’active à des stades avancés de la kératinisation. Ce précurseur de la filaggrine est stocké
au niveau du stratum granulosum dans les grains de kératohyaline (d’où le nom de cette couche épidermique). La profilaggrine
est un complexe protéique très phosphorylé d’environ 500 KDa
conservant le domaine N-terminal (S100 calcium-binding domain),
commun à d’autres molécules de cette famille comme la hornérine et la filaggrine 2, suivi du « domaine B » et d’une série de
monomères de filaggrine. Lors de la transition entre le stratum granulosum et stratum corneum, la profilaggrine est déphosphorylée
et clivée par différentes enzymes, telles la matriptase, la furine,
la PACE4, en monomères de filaggrine [16] . La filaggrine (37 KDa)
est capable d’agréger les filaments intermédiaires de kératine, ce
qui donne aux faisceaux de ces filaments un aspect condensé et
amorphe en microscopie électronique à transmission. De cette
façon, la filaggrine participe au renforcement de la barrière mécanique des cornéocytes. Les autres fonctions de la filaggrine, ou
plutôt des produits de sa dégradation, sont aussi importantes. La
dégradation commence par la conversion des résidus d’arginine
en citruline, sur la filaggrine et les filaments de kératines associés, par trois peptidylarginine désaminases (PAD 1 à 3) [17] . La
désamination contribue à la dissociation des complexes et facilite l’attaque d’autres enzymes de clivage, telle la caspase 14 [18] .
La filaggrine est dégradée en acides aminés hydrophiles (glutamine, histidine et arginine) ainsi que leurs dérivés désaminés
(acide pyroglutamique, acide transurocanique, etc.). Les premiers
participent à la rétention de l’eau à l’intérieur des cornéocytes
et jouent ainsi le rôle de facteurs naturels d’hydratation (natural
moisturizing factors [NMF]). Les NMF intracellulaires présentent
20 à 30 % du poids sec du stratum corneum. Étant majoritairement acides, ils contribuent au potentiel hydrogène (pH) bas
du stratum corneum avec son effet antimicrobien. Par ailleurs,
les peptides issus de la dégradation enzymatique de la filaggrine 2 et de la hornérine possèdent, quant à eux, des propriétés
bactéricides.
L’acide transurocanique est connu pour son pouvoir photoprotecteur par absorption des UVB [7] . Sa photoconversion isomérique
en forme « cis » fait partie d’effets immunosuppresseurs induits par
l’exposition de la peau aux rayons UV [19] .
“ Point fort
Les kératines forment le cytosquelette des kératinocytes
et constituent la famille majoritaire des protéines de
l’épiderme. La filaggrine est synthétisée plus tard durant
la différenciation épidermique et consolide les faisceaux
des filaments de kératine. Sa dégradation en acides aminés dans la couche cornée est à l’origine d’une capacité
hygroscopique importante des cornéocytes et contribue
au pH bas de la surface cutanée.
Enveloppes cornifiées
Durant la kératinisation, la membrane plasmique des kératinocytes est remplacée par une monocouche de céramides associés
à une structure sous-jacente, connue sous le nom d’enveloppe
cornifiée [20] . Les enveloppes cornifiées, de 5 à 10 nm d’épaisseur,
sont relativement rigides, chimiquement stables et insolubles
dans l’eau. Cette structure macromoléculaire est le fruit de
la déposition et la réticulation de plusieurs protéines à la
face interne de la membrane cellulaire et d’une monocouche
d’hydroxycéramides-␻-acétylés (qui remplacent les phospholipides) à la face externe [20–23] . Les protéines impliquées sont des
marqueurs de différenciation terminale de l’épiderme, comme la
loricrine, l’involucrine et des petites protéines riches en domaine
proline. La réticulation des protéines et des lipides est catalysée
par les transglutaminases 1, 3 et 5.
Les jonctions intercellulaires présentes à la surface des cellules et les filaments de cytosquelette qui leur sont associés se
trouvent piégés dans la matrice réticulée des enveloppes cornifiées
renforçant ainsi la structure générale de la couche cornée [15] . Par
ailleurs, la monocouche des céramides à la surface des enveloppes
sert de matrice pour l’accrochage et l’organisation moléculaire des
lipides intercellulaires du stratum corneum, contribuant ainsi à la
formation du « ciment » hydrophobe de la barrière cornée.
Lipides intercellulaires
Puisque les enveloppes cornifiées sont imperméables à la plupart des substances, la voie de pénétration principale permettant
de franchir le stratum corneum demeure la voie intercellulaire [12] .
Les espaces intercellulaires du stratum corneum sont remplis
de lipides sécrétés par les kératinocytes de la couche granuleuse à l’interface entre l’épiderme vivant et la couche cornée.
Les différentes espèces lipidiques s’auto-organisent en bicouches
superposées parallèlement aux surfaces des cornéocytes. La
composition lipidique détermine la qualité d’organisation lamellaire et constitue le facteur clé de la fonction barrière de la peau [24] .
Dans le stratum corneum humain normal, les lipides sont disposés sous forme de deux phases lamellaires coexistantes, une
phase à périodicité longue et une phase à périodicité courte, avec
des distances de répétition respectives, de l’ordre de 13 nm et
de 6 nm [25, 26] . La matrice lipidique est principalement composée
d’un mélange équimolaire de céramides (CER) (environ 50 % en
poids), d’acides gras libres (environ 10 % en poids), de cholestérol
(environ 20 % en poids) et de son dérivé, le sulfate de cholestérol
(environ 5 %) [27–30] . Les CER jouent un rôle clé dans le fonctionnement de la barrière cutanée [31] . Douze sous-classes de CER, avec
des chaînes de longueurs différentes, ont été identifiées à ce jour
dans le stratum corneum humain [32, 33] . En général, une réduction de la longueur de chaîne des CER a un fort impact négatif
sur l’organisation lamellaire lipidique, et donc sur la perméabilité
du stratum corneum [34–36] . Chez les patients atteints de dermatite
atopique, une réduction de la longueur de chaîne des céramides
est observée et est en corrélation avec l’altération de la fonction
barrière [37] .
Au sein même des feuillets lipidiques, à la température
de surface cutanée autour de 30 à 32 ◦ C, les têtes polaires
des CER présentent majoritairement une organisation latérale
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50-020-B-10 Barrière épidermique
orthorhombique (phase cristalline solide). Cependant, les lipides
peuvent aussi se trouver sous forme moins dense, dans un assemblage à motif hexagonal (gel de phase cristalline) ou encore dans
une phase plus fluide (la phase liquide), qui sont les formes
d’organisation moins pertinentes du point de vue de la fonction barrière [38–40] . Les lipides en phase liquide sont observés en
plus grand nombre dans les couches les plus superficielles du stratum corneum, probablement à cause de l’incorporation du sébum
sécrété par les glandes sébacées.
“ Point fort
La matrice lipidique de la couche cornée est constituée
d’un mélange équimolaire des CER, acides gras libres et
cholestérol. Les CER à longues chaînes sont indispensables
à la bonne structuration de la phase lamellaire des lipides
intercornéocytaires, et donc au fonctionnement efficace
de la barrière de perméabilité.
Cornéodesmosomes
Les jonctions intercellulaires sont indispensables pour le bon
fonctionnement des tissus épithéliaux. Les desmosomes, associés
au cytosquelette de kératines, sont les jonctions mécaniques les
plus nombreuses et les plus solides dans l’épiderme. Lors de la
kératinisation, leur nombre, taille et composition évoluent [41, 42] .
La transition entre stratum granulosum et stratum corneum est
accompagnée par l’incorporation dans la partie extracellulaire des
desmosomes d’une protéine nouvelle, la cornéodesmosine [43, 44] .
Cette modification biochimique explique le changement d’aspect
morphologique et des propriétés mécaniques de la jonction qui,
dans le stratum corneum, est appelée cornéodesmosome [45, 46] . Les
cornéodesmosomes sont des principaux facteurs de cohésion du
stratum corneum et leur dégradation constitue l’étape cruciale lors
du processus physiologique de desquamation des cornéocytes à la
surface de la peau.
Peptides antimicrobiens
Les peptides antimicrobiens font partie de la défense cutanée
non spécifique [47] . Les plus importants peptides antimicrobiens
du stratum corneum humain sont la psoriasine (S100A7, RNase7
et human beta-defensins [hBD] 1-3) [48] . La plupart de ces peptides
sont facilement inductibles lors de la rupture du stratum corneum
et à la suite de contact avec les pathogènes ; certains, comme
RNase 7, sont constitutifs [49] . Dans la peau humaine normale, la
majeure partie des peptides antimicrobiens est synthétisée par les
kératinocytes, surtout dans le stratum granulosum, où ils sont
stockés dans les corps lamellaires et sécrétés à l’interface stratum
corneum/stratum granulosum [50] . Les glandes sébacées et sudoripares ainsi que les mastocytes et les neutrophiles dermiques
produisent aussi des peptides antimicrobiens. Grâce à leur charge
positive, certains peptides antimicrobiens s’attachent et s’insèrent
dans les membranes chargées négativement des bactéries et des
champignons, créant des pores et provoquant la lyse de ces agents
infectieux [51–53] . D’autres peptides antimicrobiens, comme psoriasin ou calprotectin, agissent par séquestration des éléments clés
(Zn2+, Mn2+) des enzymes utilisées par les pathogènes. Outre leur
action directe, certains peptides antimicrobiens possèdent aussi
les propriétés immunomodulatrices [54] .
Barrière des jonctions serrées
Des études récentes ont suggéré l’implication des jonctions serrées de la couche granuleuse dans la fonction barrière cutanée,
d’une part, comme barrière secondaire et, d’autre part, à cause de
leur participation à la formation du stratum corneum [55, 56] .
4
Les jonctions serrées sont des points de rapprochement très
étroits entre les feuillets membranaires externes des deux cellules voisines. Au niveau moléculaire, les jonctions serrées sont
composées de protéines transmembranaires spécifiques, comme
l’occludine, les claudines, Crumb ou JAM, et cytoplasmiques (ZO1, -2, ZONAB, Sec6/8) liées au cytosquelette d’actine [57, 58] . Comme
les cornéodesmosomes, les jonctions serrées se trouvent réticulées lors de la kératinisation et persistent sous forme de points
de fusion entre les enveloppes cornifiées des cornéocytes du stratum corneum [59] . Ces attaches intercellulaires participent non
seulement à la consolidation du stratum corneum mais aussi subdivisent les espaces intercellulaires dans la couche cornée. Cette
compartimentation semble être importante dans la régulation de
la desquamation et, par conséquent, pour l’homéostasie de la barrière cutanée.
Chez l’homme, plusieurs travaux ont décrit la présence des
protéines et des structures de jonctions serrées au niveau du stratum granulosum [57, 60, 61] . Certaines de ces études montrent que
les jonctions serrées épidermiques constituent une barrière contre
la perméabilité des solutés ioniques. Ainsi, les jonctions serrées
maintiennent le gradient calcique, indispensable à la formation
des jonctions cellulaires dans l’épiderme vivant. Ce même gradient est aussi impliqué dans la formation de la barrière primaire
lipidique du stratum corneum. En effet, l’exocytose des corps
lamellaires à travers les pôles apicaux des kératinocytes du stratum granulosum dépend de l’abrogation du gradient calcique, par
exemple lors de la rupture de la couche cornée [62] . Les jonctions
serrées, distribuées autour des kératinocytes du stratum granulosum contribuent à la polarisation de ces derniers et à la sécrétion
orientée des lipides [56] .
Fonctionnement de la barrière
épidermique
Le bon fonctionnement de la barrière épidermique repose sur sa
structuration morphologique correcte et sa composition biochimique adéquate. Les conditions changeantes de l’environnement
nécessitent une haute adaptabilité de cette structure d’interface.
Cette aptitude à évoluer est rendue possible grâce au renouvellement constant du stratum corneum et à la capacité de l’épiderme
à réagir à des situations de rupture accidentelle de la barrière.
En effet, tout changement de perméabilité du stratum corneum
est perçu par les couches vivantes et résulte en réaction proliférative compensatoire des kératinocytes basaux [63] . Aussi, toute
perte d’étanchéité du stratum corneum, qui modifie le gradient
calcique naturel, entraîne la mise en œuvre instantanée du système des jonctions serrées dans le stratum granulosum. La barrière
secondaire des jonctions serrées, complétée et renforcée, participe à l’orientation polaire de l’excrétion massive du contenu
des corps lamellaires et à la reconstitution rapide de la barrière
lipidique à l’interface avec le stratum corneum. On estime que
1,2 cornéocytes est formé toutes les 24 heures dans l’épiderme
normal. Ce chiffre peut facilement tripler lors des situations
d’hyperprolifération kératinocytaire réactive (inflammation) ou
pathologique (psoriasis). Cela démontre la capacité importante de
l’épiderme à restituer la couche cornée et sa fonction de barrière
(Fig. 2).
L’homéostasie épidermique en général et le renouvellement
constant du stratum corneum en particulier nécessitent aussi
la mise en place du processus de desquamation hautement
régulé. Les cornéocytes doivent s’accumuler à la surface épidermique dans certaines situations, ou desquamer plus rapidement
dans d’autres, tout en conservant intacte la fonction essentielle de barrière. La cohésion entre les cornéocytes dépend
principalement de la présence des cornéodesmosomes [64] . La
dégradation ordonnée de ces jonctions intervient sous l’action
des enzymes protéolytiques extracellulaires, telles les kallikréines
(KLK 5, 7, 8, 14, etc.), et intracellulaires, comme cathepsines
(C, D, E, L, L2, etc.). L’activité protéolytique est, à son tour,
contrôlée par les inhibiteurs protéiques spécifiques (LEKTI -1, 2, SLPI, elafin, A2ML1, cystatines M/E, A, etc.) mais aussi par
le précurseur de cholestérol (sulfate de cholestérol converti par
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Barrière épidermique
Barrière
photoprotectrice
Mélanine
(mélanocytes)
Barrière
immunitaire
Réponse innée
(récepteurs Toll-like)
Acide urocanique
Barrière de
perméabilité
Réponse immunitaire
acquise/adaptative
(cellules de Langerhans)
Barrière physique
Cytosquelette et
filaggrine
Enveloppes
cornifiées
Jonctions
cellulaires
Figure 2.
Lipides
extracellulaires
Barrière des jonctions
serrées du stratum
granulosum
Barrière du stratum
corneum
Barrière chimique
Cornification/
desquamation
(renouvellement)
Film hydrolipidique
de surface
(sébum et sueur)
pH
Peptides
antimicrobiens
Hiérarchie des constituants de la barrière épidermique. pH : potentiel hydrogène.
stéroïde sulfatase) et le pH [46, 65] . Par ailleurs, la distribution
spatiale des molécules interagissant dans l’espace intercornéocytaire est modulée par la présence plus ou moins importante
des résidus des jonctions serrées qui cloisonnent cet espace en
sous-compartiments [59] . D’autres enzymes cataboliques sont aussi
présentes dans le stratum corneum et contribuent à son évolution
naturelle. Les glycosidases convertissent les glycosylcéramides
(bêta-glucocérébrosidase) et la sphingomyéline (sphingomyélinase acide), sécrétés par les kératinocytes du stratum granulosum,
en céramides, indispensables pour la structuration des lipides
intercornéocytaires ; elles dégradent aussi les glycannes des glycoprotéines jonctionnelles, facilitant l’action des protéases [66] . La
lipase acide, phospholipase A2 et triacylglycérolipase permettent
la conversion des phospholipides membranaires et triglycérides en acides gras libres et glycérol [67] , contribuant ainsi à
l’acidification du stratum corneum.
Les différents acteurs actifs chimiquement dans la couche cornée (lipides, peptides et protéines structurelles, enzymes et leurs
inhibiteurs, etc.) sont sécrétés dans les espaces intercellulaires à
l’interface entre stratum granulosum et stratum corneum par le
système tubulovésiculaire d’origine golgienne (corps ou granules
lamellaires, kératinosomes). Empaquetage séparé et gradient de
pH jouent un rôle important dans la prévention des interactions
prématurées entre ces éléments [62, 68] . L’espace intercornéocytaire
du stratum corneum est presque entièrement rempli par les lipides
lamellaires qui s’auto-organisent aussitôt après l’excrétion. Les
modèles d’organisation moléculaire du « ciment » lipidique ne
comportent pas d’espace pour les molécules d’eau [69] . Toutefois, les molécules non lipidiques, de nature hydrophile, doivent
aussi y trouver leur place. En effet, des lacunes hydrophiles
insérées dans les couches lipidiques et réagissant par renflement à l’augmentation de l’humidité ambiante peuvent être
visualisées en microscopie électronique [70] . L’eau étant indispensable pour l’activité enzymatique et sa régulation par le pH, on
“ Point fort
comprend alors aisément les relations entre les influences de
l’environnement et le fonctionnement structure-dépendant de la
barrière du stratum corneum [71] .
Déclaration d’intérêts : les auteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts en
relation avec cet article.
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de médecine et de pharmacie, Université Lyon 1, 8, avenue Rockefeller, 69373 Lyon, France.
Toute référence à cet article doit porter la mention : Abdayem R, Haftek M. Barrière épidermique. EMC - Cosmétologie et Dermatologie esthétique
2015;10(1):1-7 [Article 50-020-B-10].
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