5.1 Couches de la peau
Objectifs d'apprentissage
À la fin de cette section, vous serez capable de :
- Identifier les composants du système tégumentaire
- Décrire les couches de la peau et les fonctions de chaque couche
- Identifier et décrire l'hypoderme et le fascia profond
- Décrire le rôle des kératinocytes et leur cycle de vie
- Décrire le rôle des mélanocytes dans la pigmentation de la peau
Bien que l'on ne considère généralement pas la peau comme un organe, elle est en fait constituée de tissus qui travaillent ensemble comme une structure unique pour remplir des fonctions uniques et essentielles. La peau et ses structures accessoires constituent le système tégumentaire (integumentary system), qui assure la protection globale du corps. La peau est constituée de plusieurs couches de cellules et de tissus, qui sont maintenues aux structures sous-jacentes par du tissu conjonctif (Figure 5.2). La couche plus profonde de la peau est bien vascularisée (possède de nombreux vaisseaux sanguins). Elle possède également de nombreuses fibres nerveuses sensorielles, autonomes et sympathiques assurant la communication vers et depuis le cerveau.
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La peau est constituée de deux couches principales et d'une couche étroitement associée. Regardez cette animation pour en savoir plus sur les couches de la peau. Quelles sont les fonctions de base de chacune de ces couches ?
L'épiderme
L'épiderme (epidermis) est composé d'un épithélium pavimenteux stratifié kératinisé. Il est constitué de quatre ou cinq couches de cellules épithéliales, selon sa localisation dans le corps. Il ne contient aucun vaisseau sanguin (c'est-à-dire qu'il est avasculaire). La peau qui possède quatre couches de cellules est appelée « peau fine ». De la profondeur à la surface, ces couches sont le stratum basale, le stratum spinosum, le stratum granulosum et le stratum corneum. La majeure partie de la peau peut être classée comme peau fine. La « peau épaisse » se trouve uniquement sur la paume des mains et la plante des pieds. Elle possède une cinquième couche, appelée le stratum lucidum, située entre le stratum corneum et le stratum granulosum (Figure 5.3).
Les cellules de toutes les couches, à l'exception du stratum basale, sont appelées kératinocytes. Un kératinocyte (keratinocyte) est une cellule qui fabrique et stocke la protéine kératine. La kératine (keratin) est une protéine fibreuse intracellulaire qui confère aux cheveux, aux ongles et à la peau leur dureté et leurs propriétés de résistance à l'eau. Les kératinocytes du stratum corneum sont morts et se desquament régulièrement, étant remplacés par des cellules des couches plus profondes (Figure 5.4).
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Consultez le WebScope de l'Université du Michigan pour explorer l'échantillon de tissu plus en détail. Si vous zoomez sur les cellules de la couche la plus externe de cette section de peau, que remarquez-vous à propos des cellules ?
Stratum Basale
Le stratum basale (stratum basale) (également appelé stratum germinativum) est la couche épidermique la plus profonde et attache l'épiderme à la lame basale, sous laquelle se trouvent les couches du derme. Les cellules du stratum basale se lient au derme via des fibres de collagène entrelacées, appelées membrane basale. Une projection digitiforme, ou pli, connue sous le nom de papille dermique (dermal papilla) (pluriel = papilles dermiques) se trouve dans la portion superficielle du derme. Les papilles dermiques augmentent la force de la connexion entre l'épiderme et le derme ; plus le plissement est important, plus les connexions sont fortes (Figure 5.5).
Le stratum basale est une seule couche de cellules principalement constituée de cellules basales. Une cellule basale (basal cell) est une cellule souche de forme cuboïdale qui est un précurseur des kératinocytes de l'épiderme. Tous les kératinocytes sont produits à partir de cette seule couche de cellules, qui subissent constamment la mitose pour produire de nouvelles cellules. Au fur et à mesure que de nouvelles cellules se forment, les cellules existantes sont poussées superficiellement loin du stratum basale. Deux autres types de cellules sont dispersés parmi les cellules basales dans le stratum basale. La première est une cellule de Merkel (Merkel cell), qui fonctionne comme un récepteur et est responsable de la stimulation des nerfs sensoriels que le cerveau perçoit comme le toucher. Ces cellules sont particulièrement abondantes sur les surfaces des mains et des pieds. La seconde est un mélanocyte (melanocyte), une cellule qui produit le pigment mélanine. La mélanine (melanin) donne aux cheveux et à la peau leur couleur, et aide également à protéger les cellules vivantes de l'épiderme des dommages causés par les radiations ultraviolettes (UV).
Chez un fœtus en croissance, les empreintes digitales se forment là où les cellules du stratum basale rencontrent les papilles de la couche dermique sous-jacente (couche papillaire), entraînant la formation des crêtes sur vos doigts que vous reconnaissez comme des empreintes digitales. Les empreintes digitales sont uniques à chaque individu et sont utilisées pour les analyses médico-légales car les motifs ne changent pas avec les processus de croissance et de vieillissement.
Stratum Spinosum
Comme son nom l'indique, le stratum spinosum (stratum spinosum) a une apparence épineuse en raison des processus cellulaires saillants qui relient les cellules via une structure appelée desmosome (desmosome). Les desmosomes s'emboîtent les uns dans les autres et renforcent la liaison entre les cellules. Il est intéressant de noter que la nature « épineuse » de cette couche est un artefact du processus de coloration. Les échantillons d'épiderme non colorés ne présentent pas cette apparence caractéristique. Le stratum spinosum est composé de huit à dix couches de kératinocytes, formées à la suite de la division cellulaire dans le stratum basale (Figure 5.6). Dispersé parmi les kératinocytes de cette couche se trouve un type de cellule dendritique appelée cellule de Langerhans (Langerhans cell), qui fonctionne comme un macrophage en engloutissant les bactéries, les particules étrangères et les cellules endommagées présentes dans cette couche.
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Les kératinocytes du stratum spinosum commencent la synthèse de la kératine et libèrent un glycolipide hydrofuge qui aide à prévenir la perte d'eau du corps, rendant la peau relativement imperméable. Au fur et à mesure que de nouveaux kératinocytes sont produits au-dessus du stratum basale, les kératinocytes du stratum spinosum sont poussés dans le stratum granulosum.
Stratum Granulosum
Le stratum granulosum (stratum granulosum) a une apparence granuleuse en raison des modifications supplémentaires des kératinocytes lorsqu'ils sont poussés du stratum spinosum. Les cellules (trois à cinq couches d'épaisseur) deviennent plus plates, leurs membranes cellulaires s'épaississent, et elles génèrent de grandes quantités de protéines de kératine, qui est fibreuse, et de kératohyaline (keratohyalin), qui s'accumule sous forme de granules lamellaires à l'intérieur des cellules (voir Figure 5.5). Bien qu'il existe des granules protéiques de kératohyaline, qui contiennent des précurseurs de kératine qui s'agrègent, se réticulent et forment des faisceaux, elles sont différentes des corps lamellaires, qui contiennent des glycolipides sécrétés à la surface cellulaire et contribuent à former une barrière imperméable pour empêcher la perte de liquide du corps. Ces deux protéines constituent la majeure partie de la masse des kératinocytes dans le stratum granulosum et donnent à la couche son aspect granuleux. Les noyaux et autres organites cellulaires se désintègrent à mesure que les cellules meurent, laissant derrière eux la kératine, la kératohyaline et les membranes cellulaires qui formeront le stratum lucidum, le stratum corneum et les structures accessoires des cheveux et des ongles.
Stratum Lucidum
Le stratum lucidum (stratum lucidum) est une couche lisse, apparemment translucide de l'épiderme, située juste au-dessus du stratum granulosum et en dessous du stratum corneum. Cette fine couche de cellules ne se trouve que dans la peau épaisse des paumes, des plantes de pieds et des doigts. Les kératinocytes qui composent le stratum lucidum sont morts et aplatis (voir Figure 5.5). Ces cellules sont densément remplies d'éléidine (eleidin), une protéine claire, dérivée de la kératohyaline, qui confère à ces cellules leur aspect transparent (c'est-à-dire lucide).
Stratum Corneum
Le stratum corneum (stratum corneum) est la couche la plus superficielle de l'épiderme et est la couche exposée à l'environnement extérieur (voir Figure 5.5). L'augmentation de la kératinisation (également appelée cornification) des cellules de cette couche lui donne son nom. Il y a généralement 15 à 30 couches de cellules dans le stratum corneum. Cette couche sèche et morte aide à prévenir la pénétration des microbes et la déshydratation des tissus sous-jacents, et offre une protection mécanique contre l'abrasion pour les couches sous-jacentes plus délicates. Les cellules de cette couche sont éliminées périodiquement et sont remplacées par des cellules poussées depuis le stratum granulosum (ou le stratum lucidum dans le cas des paumes et des plantes de pieds). La couche entière est remplacée sur une période d'environ 4 semaines. Les procédures cosmétiques, telles que la microdermabrasion, aident à éliminer une partie de la couche supérieure sèche et visent à maintenir la peau « fraîche » et saine.
Derme
Le derme (dermis) pourrait être considéré comme le « noyau » du système tégumentaire (derma- = « peau »), distinct de l'épiderme (epi- = « sur » ou « au-dessus ») et de l'hypoderme (hypo- = « en dessous »). Il contient des vaisseaux sanguins et lymphatiques, des nerfs et d'autres structures, telles que des follicules pileux et des glandes sudoripares. Le derme est constitué de deux couches de tissu conjonctif qui composent un réseau interconnecté de fibres d'élastine et de collagène, produites par des fibroblastes (Figure 5.7).
Couche papillaire
La couche papillaire (papillary layer) est constituée de tissu conjonctif lâche, aréolaire, ce qui signifie que les fibres de collagène et d'élastine de cette couche forment un réseau lâche. Cette couche superficielle du derme se projette dans le stratum basale de l'épiderme pour former des papilles dermiques digitiformes (voir Figure 5.7). Au sein de la couche papillaire se trouvent des fibroblastes, un petit nombre de cellules adipeuses (adipocytes) et une abondance de petits vaisseaux sanguins. De plus, la couche papillaire contient des phagocytes, des cellules défensives qui aident à combattre les bactéries ou d'autres infections ayant pénétré la peau. Cette couche contient également des capillaires lymphatiques, des fibres nerveuses et des récepteurs tactiles appelés corpuscules de Meissner.
Couche réticulaire
Sous la couche papillaire se trouve la couche réticulaire (reticular layer), beaucoup plus épaisse, composée de tissu conjonctif dense et irrégulier. Cette couche est bien vascularisée et possède une riche innervation sensorielle et sympathique. La couche réticulaire apparaît réticulée (en forme de réseau) en raison d'un maillage serré de fibres. Les fibres d'élastine (elastin fibers) confèrent une certaine élasticité à la peau, permettant le mouvement. Les fibres de collagène fournissent structure et résistance à la traction, avec des brins de collagène s'étendant à la fois dans la couche papillaire et l'hypoderme. De plus, le collagène lie l'eau pour maintenir la peau hydratée. Les injections de collagène et les crèmes Retin-A aident à restaurer la turgescence de la peau en introduisant du collagène de l'extérieur ou en stimulant le débit sanguin et la réparation du derme, respectivement.
Hypoderme
L'hypoderme (hypodermis) (également appelé couche sous-cutanée ou fascia superficiel) est une couche située directement sous le derme et sert à relier la peau au fascia sous-jacent (tissu fibreux) des os et des muscles. Il ne fait pas strictement partie de la peau, bien que la limite entre l'hypoderme et le derme puisse être difficile à distinguer. L'hypoderme est constitué de tissu conjonctif aréolaire lâche et bien vascularisé et de tissu adipeux, qui sert de mode de stockage des graisses et assure l'isolation et l'amortissement du tégument.
Lien quotidien
Stockage des lipides
L'hypoderme est le siège de la majeure partie de la graisse qui préoccupe les gens lorsqu'ils essaient de contrôler leur poids. Le tissu adipeux présent dans l'hypoderme est constitué de cellules de stockage des graisses appelées adipocytes. Cette graisse stockée peut servir de réserve d'énergie, isoler le corps pour prévenir la perte de chaleur et agir comme un coussin pour protéger les structures sous-jacentes des traumatismes.
L'endroit où la graisse est déposée et s'accumule dans l'hypoderme dépend des hormones (testostérone, œstrogènes, insuline, glucagon, leptine et autres), ainsi que de facteurs génétiques. La répartition des graisses change à mesure que notre corps mûrit et vieillit. Les hommes ont tendance à accumuler la graisse dans des zones différentes (cou, bras, bas du dos et abdomen) que les femmes (seins, hanches, cuisses et fesses). L'indice de masse corporelle (IMC) est souvent utilisé comme mesure de la graisse, bien que cette mesure soit, en fait, dérivée d'une formule mathématique qui compare le poids corporel (masse) à la taille. Par conséquent, sa précision en tant qu'indicateur de santé peut être remise en question chez les individus extrêmement en forme physiquement.
Chez de nombreux animaux, il existe un schéma de stockage des calories excédentaires sous forme de graisse à utiliser lorsque la nourriture n'est pas facilement disponible. Dans une grande partie du monde développé, un exercice insuffisant associé à la disponibilité et à la consommation aisée d'aliments riches en calories a entraîné des accumulations indésirables de tissu adipeux chez de nombreuses personnes. Bien que l'accumulation périodique de graisse excédentaire ait pu conférer un avantage évolutif à nos ancêtres, qui ont connu des épisodes imprévisibles de famine, elle devient maintenant chronique et est considérée comme une menace majeure pour la santé. Des études récentes indiquent qu'un pourcentage alarmant de notre population est en surpoids et/ou cliniquement obèse. Non seulement c'est un problème pour les individus affectés, mais cela a également un impact sévère sur notre système de santé. Les changements de mode de vie, en particulier en matière de régime alimentaire et d'exercice, sont les meilleurs moyens de contrôler l'accumulation de graisse corporelle, surtout lorsqu'elle atteint des niveaux qui augmentent le risque de maladies cardiaques et de diabète.
Pigmentation
La couleur de la peau est influencée par un certain nombre de pigments, notamment la mélanine, le carotène et l'hémoglobine. Rappelons que la mélanine est produite par des cellules appelées mélanocytes, qui sont dispersées dans le stratum basale de l'épiderme. La mélanine est transférée dans les kératinocytes via une vésicule cellulaire appelée mélanosome (melanosome) (Figure 5.8).
La mélanine existe sous deux formes principales. L'eumélanine existe sous forme noire et brune, tandis que la phéomélanine donne une couleur rouge. Les individus à peau foncée produisent plus de mélanine que ceux à peau pâle. L'exposition aux rayons UV du soleil ou d'un salon de bronzage provoque la fabrication et l'accumulation de mélanine dans les kératinocytes, car l'exposition au soleil stimule les kératinocytes à sécréter des substances chimiques qui stimulent les mélanocytes. L'accumulation de mélanine dans les kératinocytes entraîne l'assombrissement de la peau, ou un bronzage. Cette accumulation accrue de mélanine protège l'ADN des cellules épidermiques des dommages causés par les rayons UV et de la dégradation de l'acide folique, un nutriment nécessaire à notre santé et notre bien-être. En revanche, une trop grande quantité de mélanine peut interférer avec la production de vitamine D, un nutriment important impliqué dans l'absorption du calcium. Ainsi, la quantité de mélanine présente dans notre peau dépend d'un équilibre entre la lumière solaire disponible et la destruction de l'acide folique, et la protection contre les radiations UV et la production de vitamine D.
Il faut environ 10 jours après l'exposition initiale au soleil pour que la synthèse de mélanine atteigne son maximum, c'est pourquoi les individus à peau pâle ont tendance à souffrir initialement de coups de soleil de l'épiderme. Les individus à peau foncée peuvent également attraper des coups de soleil, mais sont plus protégés que les individus à peau pâle. Les mélanosomes sont des structures temporaires qui sont finalement détruites par fusion avec les lysosomes ; ce fait, ainsi que la desquamation des kératinocytes remplis de mélanine dans le stratum corneum, rend le bronzage impermanent.
Une exposition excessive au soleil peut éventuellement entraîner des rides en raison de la destruction de la structure cellulaire de la peau, et dans les cas graves, peut causer des dommages suffisants à l'ADN pour entraîner un cancer de la peau. Lorsqu'il y a une accumulation irrégulière de mélanocytes dans la peau, des taches de rousseur apparaissent. Les grains de beauté sont des masses plus importantes de mélanocytes, et bien que la plupart soient bénins, ils doivent être surveillés pour des changements qui pourraient indiquer la présence d'un cancer (Figure 5.9).
Troubles de...
Système tégumentaire
La première chose qu'un clinicien voit est la peau, et l'examen de la peau devrait donc faire partie de tout examen physique approfondi. La plupart des troubles cutanés sont relativement bénins, mais quelques-uns, y compris les mélanomes, peuvent être fatals s'ils ne sont pas traités. Quelques-uns des troubles les plus remarquables, l'albinisme et le vitiligo, affectent l'apparence de la peau et de ses organes accessoires. Bien qu'aucun des deux ne soit fatal, il serait difficile d'affirmer qu'ils sont bénins, du moins pour les individus ainsi affligés.
L'albinisme (albinism) est un trouble 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 individus atteints d'albinisme ont tendance à apparaître blancs ou très pâles en raison du manque de mélanine dans leur peau et leurs cheveux. Rappelons que la mélanine aide à protéger la peau des effets nocifs des radiations UV. Les individus atteints d'albinisme ont tendance à avoir besoin de plus de protection contre les radiations UV, car ils sont plus sujets aux coups de soleil et au cancer de la peau. Ils ont également tendance à être plus sensibles à la lumière et à avoir des problèmes de vision en raison du manque de pigmentation sur la paroi rétinienne. Le traitement de ce trouble implique généralement de traiter les symptômes, tels que la limitation de l'exposition à la lumière UV pour la peau et les yeux. Dans le vitiligo (vitiligo), les mélanocytes de certaines zones perdent leur capacité à produire de la mélanine, peut-être en raison d'une réaction auto-immune. Cela entraîne une perte de couleur par plaques (Figure 5.10). Ni l'albinisme ni le vitiligo n'affectent directement la durée de vie d'un individu.
D'autres changements dans l'apparence de la coloration de la peau peuvent être indicatifs de maladies associées à d'autres systèmes corporels. Les maladies hépatiques ou le cancer du foie peuvent provoquer l'accumulation de bile et du pigment jaune bilirubine, entraînant une apparence jaune ou ictérique de la peau (le terme « jaunisse » dérive de jaune). Les tumeurs de l'hypophyse peuvent entraîner la sécrétion de grandes quantités d'hormone stimulant les mélanocytes (MSH), ce qui provoque un assombrissement de la peau. De même, la maladie d'Addison peut stimuler la libération de quantités excessives d'hormone adrénocorticotrope (ACTH), ce qui peut donner à la peau une couleur bronze profond. Une chute soudaine de l'oxygénation peut affecter la couleur de la peau, la faisant initialement devenir cendrée (blanche). Avec une réduction prolongée des niveaux d'oxygène, la désoxyhémoglobine rouge foncé devient dominante dans le sang, rendant la peau bleue, une condition appelée cyanose (kyanos est le mot grec pour « bleu »). Cela se produit lorsque l'apport en oxygène est restreint, comme lorsqu'une personne éprouve des difficultés respiratoires en raison d'asthme ou d'une crise cardiaque. Cependant, dans ces cas, l'effet sur la couleur de la peau n'a rien à voir avec la pigmentation de la peau.
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Cette vidéo d'ABC suit l'histoire d'une paire de jumeaux fraternels afro-américains, dont l'un est albinos. Regardez cette vidéo pour en savoir plus sur les défis auxquels ces enfants et leur famille sont confrontés. Quelles ethnies pensez-vous être exemptes de la possibilité d'albinisme ?