Aspects moléculaires liés aux lipides cutanés : interactions physiologiques et corrélation en états pathologiques (acné) - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

Molecular aspects of skin lipids : physiological interactions and correlation with pathological states (acne)

Aspects moléculaires liés aux lipides cutanés : interactions physiologiques et corrélation en états pathologiques (acné)

Résumé

The hydrolipidic film (HLF) and the Stratum Corneum (SC) represent the ultimate barrier between the organism and the environment and thus ontribute to the primary function of the skin barrier. Lipids play a primordial role in this barrier, their composition and structure are of particular importance in the condition of the skin and are intimately linked to skin changes. Indeed, the different clinical manifestations that can be observed in the skin are linked to complex underlying molecular phenomena, taking place in the different layers of the skin and can influence the lipids of the SC and/or the HLF. The objective of this work consists in the implementation of a multiparametric analytical approach allowing the characterization of the modifications related to the cutaneous barrier, in particular to the lipids, under various physio-pathological conditions. For this purpose, common biometric techniques were used such as the measurement of water content, trans-epidermal water loss, pH, mechanical parameters, or colorimetric parameters. Samples of HLF and SC were extracted in order to analyze respectively the composition of skin surface lipids by HT-GC/MS and SC lipids by NP-HPLC/HR-MS. In parallel, in vivo Raman microspectroscopy was used to obtain additional structural information, notably concerning lipids, proteins, and water content within the SC. This approach was applied to the study of three different physio-pathological conditions: i/ skin aging, more particularly on women over 70 years old; ii/ hyperseborrhea and acneic skin in adult women; iii/ and the impact of extreme environmental conditions. The results obtained from these experimental works have allowed us to highlight numerous skin modifications in the different situations: Skin aging is associated with a decrease in total skin lipids, including a decrease in sebaceous gland activity, including a decrease in sebaceous gland activity, as well as a decrease in the amount of lipids within the SC. The change in skin surface lipid composition, with an increase in triglyceride hydrolysis and an increase in 2,3-oxydosqualene suggests a change in enzymatic activity. In parallel, important structural changes in the SC take place, with an increase in its thickness, a more compact lipid organization, as well as an increase in the chain length of ceramides and their esterification, leading to a decrease in trans-epidermal water loss and thus evoking an adaptation in the sense of a reinforcement of the skin barrier. Although often associated, oily skin and acne in adult women represent two independent problems. In the case of oily skin, the changes occur mainly on the surface, with an increase in sebaceous activity and a change in the composition of skin surface lipids, probably involved in the observed increase in skin brightness. Acne leads to an increase in sebaceous activity, and a modification of the composition of cutaneous surface lipids with an increase in compounds with comedogenic activity. These changes are associated with modifications of the SC with a decrease in esterified ceramide subclasses, suggesting an alteration of the lipid matrix. The study of skin changes under extreme environmental conditions, particularly temperature and humidity, enabled to highlight a marked adaptation of the skin. Indeed, after a marked impairment with lipids disorganization in the SC during the first days, the skin recovers its initial organization after 56 days. The multiparametric approach used during this thesis allowed to bring additional information concerning the numerous and important adaptations taking place at the level of the cutaneous barrier, by highlighting some descriptors of the state of the cutaneous surface under different physio-pathological conditions.
Le film hydrolipidique (FHL) et le Stratum Corneum (SC) représentent l’ultime frontière entre l’organisme et l’environnement et contribuent à la fonction primordiale de barrière cutanée. Les lipides constituent un composant essentiel de celle-ci, leurs composition et structure possèdent une importance particulière dans l’état de la peau. En effet, les manifestations cliniques observées au niveau cutané sont liées à des phénomènes moléculaires complexes sous-jacents, ayant lieux dans les différentes couches de la peau et peuvent impacter les lipides du SC et du FHL. L’objectif de ce travail consiste en la mise en place d’une approche analytique multiparamétrique permettant la caractérisation des modifications liées à la barrière cutanée, dans différentes conditions physiopathologiques. Pour cela, des techniques biométriques ont été utilisées telles que la mesure du contenu en eau, la perte insensible en eau (PIE), le pH, les paramètres mécaniques ou encore les paramètres colorimétriques. Des prélèvements de FHL et des lipides de SC ont été effectués afin d’analyser respectivement la composition des lipides cutanés de surface (LCS) par HT-GC/MS et des lipides du SC par NP-HPLC/HR-MS. La microspectroscopie Raman in vivo a permis l’obtention d’informations structurales complémentaires, concernant les lipides, les protéines et le contenu en eau au sein du SC. Cette approche a été appliquée à l’étude de trois conditions physiopathologiques : i/le vieillissement cutané, chez des femmes âgées de plus de 70 ans ; ii/ l’hyperséborrhée et la peau acnéique chez la femme adulte ; iii/ et l’impact des conditions environnementales extrêmes. Les résultats obtenus à partir de ces travaux expérimentaux nous ont permis de mettre en avant de nombreuses modifications cutanées dans les différentes situations : le vieillissement cutané est associé à une diminution de la totalité des lipides cutanés, avec une diminution de l’activité des glandes sébacées, ainsi qu’une diminution de la quantité de lipides au sein du SC. La modification de composition des LCS, avec une augmentation de l’hydrolyse des triglycérides et une augmentation du 2,3-oxydosqualène suggèrent une modification de l’activité enzymatique. En parallèle, d’importantes modifications structurales au niveau du SC ont lieu, avec une augmentation de son épaisseur, une organisation lipidique plus compacte, ainsi qu’une augmentation de la longueur de chaines des céramides et de leur estérification, menant à une diminution de la PIE et évoquant ainsi une adaptation dans le sens d’un renforcement de la barrière cutanée. Bien que souvent associées, la peau grasse et l’acné chez la femme adulte représentent deux problématiques indépendantes. Dans le cas de la peau grasse, les modifications ont lieu majoritairement en surface, avec une augmentation de l’activité sébacée et une modification de la composition des LCS, probablement impliquée dans l’augmentation observée de la brillance de la peau. L’acné entraîne l’augmentation de l’activité sébacée, et la modification de la composition des LCS avec notamment l’augmentation de composés possédant une activité comédogène. Ces changements sont associés à des modifications du SC avec une diminution des sous-classes de céramides estérifiés, évoquant une altération de la matrice lipidique. L’étude des modifications cutanées dans des conditions environnementales extrêmes de température et d’humidité, nous a permis de mettre en évidence une adaptation marquée de la peau. Après une altération avec une désorganisation lipidique du SC durant les premiers jours, la peau retrouve son organisation initiale au bout de 56 jours. L’approche multiparamétrique utilisée durant cette thèse a permis d’apporter des informations complémentaires concernant les nombreuses et importantes adaptations ayant lieu au niveau de la barrière cutanée, en mettant en avant certains descripteurs de l’état de la surface cutanée dans différentes conditions physiopathologiques.
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Origine Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04520760 , version 1 (25-03-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04520760 , version 1

Citer

Aline Rigal-Dachaud. Aspects moléculaires liés aux lipides cutanés : interactions physiologiques et corrélation en états pathologiques (acné). Chimie analytique. Université Paris-Saclay, 2021. Français. ⟨NNT : 2021UPASF036⟩. ⟨tel-04520760⟩
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