Biologie I

La peau et les structures accessoires remplissent diverses fonctions essentielles, telles que la protection du corps contre l’invasion par des micro-organismes, des produits chimiques et d’autres facteurs environnementaux; prévenir la déshydratation; agir comme un organe sensoriel; moduler la température corporelle et l’équilibre électrolytique; et synthétiser la vitamine D. L’hypoderme sous-jacent joue un rôle important dans le stockage des graisses, formant un « coussin » sur les structures sous-jacentes et fournissant une isolation contre les températures froides.

Protection

La peau protège le reste du corps des éléments de base de la nature tels que le vent, l’eau et les rayons UV. Il agit comme une barrière protectrice contre la perte d’eau, due à la présence de couches de kératine et de glycolipides dans la couche cornée. C’est également la première ligne de défense contre l’activité abrasive due au contact avec du grain, des microbes ou des produits chimiques nocifs. La sueur excrétée par les glandes sudoripares dissuade les microbes de coloniser la surface de la peau en générant de la dermicidine, qui a des propriétés antibiotiques.

Fonction sensorielle

Le fait que vous puissiez sentir une fourmi ramper sur votre peau, ce qui vous permet de la décoller avant qu’elle ne mord, est dû au fait que la peau, et en particulier les poils qui se projettent des follicules pileux dans la peau, peut détecter des changements dans l’environnement. Le plexus de la racine pileuse entourant la base du follicule pileux détecte une perturbation, puis transmet l’information au système nerveux central (cerveau et moelle épinière), qui peut alors réagir en activant les muscles squelettiques de vos yeux pour voir la fourmi et les muscles squelettiques du corps pour agir contre la fourmi.

Figure 1. Dans cette micrographie d’une coupe transversale de la peau, vous pouvez voir un corpuscule de Meissner (flèche), un type de récepteur tactile situé dans une papille dermique adjacente à la membrane basale et à la strate basale de l’épiderme sus-jacent. LM × 100. (crédit : « Wbensmith » / Wikimedia Commons)

La peau agit comme un organe sensoriel car l’épiderme, le derme et l’hypoderme contiennent des structures nerveuses sensorielles spécialisées qui détectent le toucher, la température de surface et la douleur. Ces récepteurs sont plus concentrés sur le bout des doigts, qui sont les plus sensibles au toucher, en particulier le corpuscule de Meissner (corpuscule tactile) (Figure 1), qui répond au toucher léger, et le corpuscule Pacinien (corpuscule lamellé), qui répond aux vibrations. Les cellules de Merkel, vues dispersées dans la strate basale, sont également des récepteurs tactiles. En plus de ces récepteurs spécialisés, il existe des nerfs sensoriels connectés à chaque follicule pileux, des récepteurs de la douleur et de la température disséminés dans toute la peau, et des nerfs moteurs innervent les muscles et les glandes pili de l’arrecteur. Cette riche innervation nous aide à sentir notre environnement et à réagir en conséquence.

Thermorégulation

Le système tégumentaire aide à réguler la température corporelle grâce à son association étroite avec le système nerveux sympathique, la division du système nerveux impliquée dans nos réponses de combat ou de fuite. Le système nerveux sympathique surveille en permanence la température corporelle et déclenche des réponses motrices appropriées. Rappelons que les glandes sudoripares, structures accessoires de la peau, sécrètent de l’eau, du sel et d’autres substances pour refroidir le corps lorsqu’il fait chaud. Même lorsque le corps ne semble pas transpirer sensiblement, environ 500 mL de sueur (transpiration insensible) sont sécrétés par jour. Si le corps devient excessivement chaud en raison de températures élevées, d’une activité vigoureuse (Figure 2) ou d’une combinaison des deux, les glandes sudoripares seront stimulées par le système nerveux sympathique pour produire de grandes quantités de sueur, jusqu’à 0,7 à 1,5 L par heure pour une personne active. Lorsque la sueur s’évapore de la surface de la peau, le corps est refroidi à mesure que la chaleur corporelle est dissipée.

En plus de la transpiration, les artérioles du derme se dilatent de sorte que l’excès de chaleur transporté par le sang peut se dissiper à travers la peau et dans l’environnement environnant (figure 2). Cela explique la rougeur de la peau que beaucoup de gens ressentent lors de l’exercice.

Figure 2. Lors d’activités physiques intenses, telles que le ski (a) ou la course à pied (c), les vaisseaux sanguins cutanés se dilatent et la sécrétion de sueur augmente (b). Ces mécanismes empêchent le corps de surchauffer. En revanche, les vaisseaux sanguins dermiques se contractent pour minimiser la perte de chaleur en réponse aux basses températures (b). (crédit a: « Trysil » / flickr; crédit c: Ralph Daily)

Lorsque la température corporelle baisse, les artérioles se contractent pour minimiser les pertes de chaleur, en particulier au niveau des extrémités des doigts et du bout du nez. Cette circulation réduite peut entraîner une teinte blanchâtre de la peau. Bien que la température de la peau baisse en conséquence, la perte de chaleur passive est évitée et les organes et structures internes restent chauds. Si la température de la peau baisse trop (comme les températures environnementales sous le point de congélation), la conservation de la chaleur corporelle peut entraîner le gel de la peau, une condition appelée gelure.

Vieillissement et Système tégumentaire

Figure 3. Généralement, la peau, en particulier sur le visage et les mains, commence à afficher les premiers signes visibles du vieillissement, car elle perd de son élasticité avec le temps. (crédit: Jean-Marie Le Pen)

Tous les systèmes du corps accumulent des changements subtils et moins subtils à mesure qu’une personne vieillit. Parmi ces changements figurent des réductions de la division cellulaire, de l’activité métabolique, de la circulation sanguine, des niveaux hormonaux et de la force musculaire (figure 3). Dans la peau, ces changements se traduisent par une diminution de la mitose dans la couche basale, conduisant à un épiderme plus fin. Le derme, responsable de l’élasticité et de la résilience de la peau, présente une capacité réduite à se régénérer, ce qui entraîne une cicatrisation plus lente. L’hypoderme, avec ses réserves de graisse, perd de la structure en raison de la réduction et de la redistribution de la graisse, ce qui contribue à l’amincissement et à l’affaissement de la peau.

Les structures accessoires ont également une activité réduite, générant des cheveux et des ongles plus fins, et des quantités réduites de sébum et de sueur. Une capacité de transpiration réduite peut rendre certaines personnes âgées intolérantes à la chaleur extrême. D’autres cellules de la peau, telles que les mélanocytes et les cellules dendritiques, deviennent également moins actives, entraînant un teint plus pâle et une immunité réduite. Le plissement de la peau se produit en raison de la dégradation de sa structure, qui résulte d’une diminution de la production de collagène et d’élastine dans le derme, de l’affaiblissement des muscles situés sous la peau et de l’incapacité de la peau à retenir une humidité adéquate.

De nombreux produits anti-âge peuvent être trouvés en magasin aujourd’hui. En général, ces produits tentent de réhydrater la peau et de combler ainsi les rides, et certains stimulent la croissance de la peau en utilisant des hormones et des facteurs de croissance. De plus, les techniques invasives comprennent des injections de collagène pour repulper les tissus et des injections de BOTOX® (la marque de la neurotoxine botulique) qui paralysent les muscles qui froissent la peau et provoquent des rides.

Synthèse de la vitamine D

La couche épidermique de la peau humaine synthétise la vitamine D lorsqu’elle est exposée aux rayons UV. En présence de la lumière du soleil, une forme de vitamine D3 appelée cholécalciférol est synthétisée 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 est essentielle à l’absorption normale du calcium et du phosphore, nécessaires à la santé des os. L’absence d’exposition au soleil peut entraîner un manque de vitamine D dans le corps, conduisant à une affection appelée rachitisme, une affection douloureuse chez les enfants où les os sont difformes en raison d’un manque de calcium, provoquant des courbatures. Les personnes âgées qui souffrent d’une carence en vitamine D peuvent développer une maladie appelée ostéomalacie, un ramollissement des os. Dans la société actuelle, la vitamine D 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 de son rôle essentiel dans la santé osseuse, 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.