barriére épidermique

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 méla-
nocytes,
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 différen-
ciation
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 lipi-
dique
organisée en feuillets. La barrière épidermique, en constant renouvellement, se caractérise par une
très
grande capacité d’adaptation aux conditions changeantes de l’environnement.
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Mots-clés : Barrière ; Épiderme ; Protection ; Stratum corneum
Plan
■Introduction
1
■Barrière
photoprotectrice 1
■Barrière
immunitaire 2
■Barrière
physique et chimique de la couche cornée 2
Cytosquelette
des cornéocytes 3
Filaggrine
3
Enveloppes
cornifiées 3
Lipides
intercellulaires 3
Cornéodesmosomes
4
Peptides
antimicrobiens 4
■Barrière
des jonctions serrées 4
■Fonctionnement
de la barrière épidermique 4
Introduction
L’épiderme est un épithélium pavimenteux stratifié et kérati-
nisé
composé majoritairement par les kératinocytes. Il peut être
divisé
en quatre couches successives, classées suivant l’état de dif-
férenciation
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 termi-
nale,
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,
est
engagée progressivement dans les couches suivantes : le stra-
tum
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 cor-
neum
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 champi-
gnons
ne sont pas seulement bloqués physiquement à la surface
de
la peau, mais aussi confrontés à un panel de protéines antimi-
crobiennes
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 spino-
sum,
constituent respectivement deux barrières supplémentaires :
une
pigmentaire, photoprotectrice, et l’autre de sentinelles immu-
nocompétentes
(immunité acquise) (Fig. 1).
Barrière photoprotectrice
Les rayonnements ultraviolets (UV) émis par le soleil sont divi-
sés
en trois catégories selon leur énergie. Les UVC (270–290 nm),
les
plus nocifs, sont arrêtés par la couche d’ozone dans la stra-
tosphère.
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
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Volume 10 > n◦1 > octobre 2015
http://dx.doi.org/10.1016/S2211-0380(15)65708-8
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50-020-B-10 Barrière épidermique
Kc
CL
Mc
1
2
3
4
5
6
7
8
Figure 1. La barrière épidermique. Représentation schématique de la
différenciation
des kératinocytes (Kc) de l’épiderme et la formation du stra-
tum
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 granu-
losum
; 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 des-
sus
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].
Barrière immunitaire
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 sys-
tème
immunitaire inné repose essentiellement sur les récepteurs
Toll-like
qui sont exprimés à la fois par les cellules immuno-
compétentes
(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 inflamma-
toire.
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 cel-
lules
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 lym-
phocytes
T et stimuler la production des cellules effectrices
spécifiques
d’antigène. Elles assurent donc une fonction de bar-
rière
immunitaire adaptative contre les antigènes exogènes à la
peau.
“ Point fort
Les fonctions photoprotectrice et immunitaire de
l’épiderme
sont respectivement assurées par la méla-
nine
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 kérati-
nocytes
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 stra-
tifiée [10,
11].
Le
stratum corneum (10 à 20 ␮m d’épaisseur) est formé par
empilement
de 10 à 20 assises de kératinocytes morts, les cor-
néocytes.
Le stratum corneum est en renouvellement constant, la
perte
des cellules les plus externes par le phénomène de desqua-
mation
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 élé-
ments
constitutifs et se caractérise par une grande interactivité par
rapport
aux influences de l’environnement. L’architecture géné-
rale
du stratum corneum ressemble à celle d’un mur composé de
briques
et de ciment, représentés respectivement par les cornéo-
cytes
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 struc-
turés
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.
2EMC
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Barrière épidermique 50-020-B-10
Plusieurs composantes cellulaires et matricielles sont indispen-
sables
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 chromo-
some
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 inter-
médiaires
(10 nm), qui participent à leur tour, sous forme des
faisceaux,
à la protection de l’épiderme contre les stress méca-
niques [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 kéra-
tines
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 pro-
téines
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 avan-
cés
de la kératinisation. Ce précurseur de la filaggrine est stocké
au
niveau du stratum granulosum dans les grains de kératohya-
line
(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 horné-
rine
et la filaggrine 2, suivi du « domaine B » et d’une série de
monomères
de filaggrine. Lors de la transition entre le stratum gra-
nulosum
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
fac¸on,
la filaggrine participe au renforcement de la barrière méca-
nique
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 asso-
ciés,
par trois peptidylarginine désaminases (PAD 1 à 3) [17]. La
désamination
contribue à la dissociation des complexes et faci-
lite
l’attaque d’autres enzymes de clivage, telle la caspase 14 [18].
La
filaggrine est dégradée en acides aminés hydrophiles (gluta-
mine,
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 majoritai-
rement
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 filag-
grine
2 et de la hornérine possèdent, quant à eux, des propriétés
bactéricides.
L’acide
transurocanique est connu pour son pouvoir photopro-
tecteur
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 ami-
nés
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 kératino-
cytes
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 phospholi-
pides)
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 cel-
lules
et les filaments de cytosquelette qui leur sont associés se
trouvent
piégés dans la matrice réticulée des enveloppes cornifiées
renforc¸ant
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 plu-
part
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 granu-
leuse
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 lamel-
laire
et constitue le facteur clé de la fonction barrière de la peau [24].
Dans
le stratum corneum humain normal, les lipides sont dis-
posés
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 fonction-
nement
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 réduc-
tion
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 assem-
blage
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 fonc-
tion
barrière [38–40]. Les lipides en phase liquide sont observés en
plus
grand nombre dans les couches les plus superficielles du stra-
tum
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 sudo-
ripares
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 psoria-
sin
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 ser-
rées
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].
Les
jonctions serrées sont des points de rapprochement très
étroits
entre les feuillets membranaires externes des deux cel-
lules
voisines. Au niveau moléculaire, les jonctions serrées sont
composées
de protéines transmembranaires spécifiques, comme
l’occludine,
les claudines, Crumb ou JAM, et cytoplasmiques (ZO-
1,
-2, ZONAB, Sec6/8) liées au cytosquelette d’actine [57,
58].
Comme
les
cornéodesmosomes, les jonctions serrées se trouvent réticu-
lées
lors de la kératinisation et persistent sous forme de points
de
fusion entre les enveloppes cornifiées des cornéocytes du stra-
tum
corneum [59]. Ces attaches intercellulaires participent non
seulement
à la consolidation du stratum corneum mais aussi sub-
divisent
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 bar-
rière
cutanée.
Chez
l’homme, plusieurs travaux ont décrit la présence des
protéines
et des structures de jonctions serrées au niveau du stra-
tum
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 gra-
dient
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 stra-
tum
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 granulo-
sum
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 biochi-
mique
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 renouvelle-
ment
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
perc¸u par les couches vivantes et résulte en réaction proli-
férative
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 sys-
tème
des jonctions serrées dans le stratum granulosum. La barrière
secondaire
des jonctions serrées, complétée et renforcée, parti-
cipe
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 épider-
mique
dans certaines situations, ou desquamer plus rapidement
dans
d’autres, tout en conservant intacte la fonction essen-
tielle
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 50-020-B-10
Barrière
photoprotectrice
Barrière
immunitaire
Barrière de
perméabilité
Barrière épidermique
Barrière du stratum
corneum
Barrière des jonctions
serrées du stratum
granulosum
pH Peptides
antimicrobiens
Cytosquelette et
filaggrine
Enveloppes
cornifiées
Jonctions
cellulaires
Lipides
extracellulaires
Cornification/
desquamation
(renouvellement)
Film hydrolipidique
de surface
(sébum et sueur)
Barrière physique Barrière chimique
Réponse innée
(récepteurs Toll-like)
Réponse immunitaire
acquise/adaptative
(cellules de Langerhans)
Mélanine
(mélanocytes) Acide urocanique
Figure 2. 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 intercornéo-
cytaire
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 (sphingomyéli-
nase
acide), sécrétés par les kératinocytes du stratum granulosum,
en
céramides, indispensables pour la structuration des lipides
intercornéocytaires
; elles dégradent aussi les glycannes des gly-
coprotéines
jonctionnelles, facilitant l’action des protéases [66]. La
lipase
acide, phospholipase A2 et triacylglycérolipase permettent
la
conversion des phospholipides membranaires et triglycé-
rides
en acides gras libres et glycérol [67], contribuant ainsi à
l’acidification
du stratum corneum.
Les
différents acteurs actifs chimiquement dans la couche cor-
née
(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]. Toute-
fois,
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 renfle-
ment
à l’augmentation de l’humidité ambiante peuvent être
visualisées
en microscopie électronique [70]. L’eau étant indispen-
sable
pour l’activité enzymatique et sa régulation par le pH, on
“ Point fort
Le bon fonctionnement de la barrière épidermique repose
sur
sa structuration morphologique correcte et sa compo-
sition
biochimique adéquate. Cette barrière n’est pas une
structure
figée. Au contraire, elle s’adapte de manière très
interactive
aux changements environnementaux.
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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