Contrairement aux membranes minces des alvéoles respiratoires et des villosités gastro-intestinales, la peau est un tissu complexe et multicouche. Il est relativement imperméable à la plupart des ions et des solutions aqueuses et sert de barrière à la plupart des xénobiotiques.
Le saviez-vous ?
Le diméthylsulfoxyde (DMSO) a été utilisé en recherche, en médecine humaine et vétérinaire et comme solvant. Après l’application sur la peau, certaines personnes peuvent rapidement détecter un goût d’ail lorsque le DMSO est absorbé et pénètre dans le corps. Le DMSO augmente également le taux d’absorption de certains autres composés à travers la peau.
Pour l’administration transdermique de médicaments (TDD), le grand défi est la propriété barrière de la peau, en particulier de la couche cornée (SC). Différentes méthodes ont été développées pour améliorer la pénétration des médicaments à travers la peau, l’approche la plus populaire étant l’utilisation d’améliorateurs de pénétration (PEs), y compris les terpènes naturels. Les terpènes, une classe importante et diversifiée de composés organiques produits par une variété de plantes, constituent une classe de PEs très sûre et efficace. Le limonène est un exemple de terpène utilisé comme activateur de pénétration. Le mécanisme principal de l’action d’amélioration de la pénétration des terpènes est l’interaction avec les lipides intercellulaires SC. Le facteur clé affectant l’amélioration est la lipophilie des terpènes et des molécules médicamenteuses.
Entrée de toxiques par la peau
Certains toxiques notables peuvent pénétrer dans le corps après une contamination cutanée. Exemple:
- Certains pesticides organophosphorés couramment utilisés ont empoisonné les travailleurs agricoles à la suite d’une exposition cutanée.
- L’agent de guerre neurologique, le sarin, traverse facilement la peau et peut provoquer la mort rapide des personnes exposées.
- Plusieurs solvants industriels peuvent provoquer une toxicité systémique en pénétrant la peau. Par exemple:
- Le tétrachlorure de carbone pénètre dans la peau et provoque des lésions hépatiques.
- L’hexane peut traverser la peau et causer des lésions nerveuses.
La peau se compose de trois couches principales de cellules comme illustré sur la figure 1:
- Épiderme
- Derme
- Tissu sous-cutané
Figure 1. Couches de la peau
(Source de l’image : Adapté des photos iStock, ©)
Épiderme et couche Cornée
L’épiderme (et en particulier la couche cornée) est la seule couche importante pour réguler la pénétration d’un contaminant cutané. Il se compose d’une couche externe de cellules, remplie de kératine, connue sous le nom de couche de couche cornée. La couche cornée est dépourvue de vaisseaux sanguins. Les parois cellulaires des cellules kératinisées sont apparemment doubles d’épaisseur en raison de la présence de la kératine, qui est résistante chimiquement et un matériau impénétrable. Les vaisseaux sanguins sont généralement à environ 100 µM de la surface de la peau. Pour pénétrer dans un vaisseau sanguin, un agent doit traverser plusieurs couches de cellules généralement résistantes à la pénétration par des produits chimiques.
Facteurs Influençant la pénétration de la couche Cornée
Épaisseur
L’épaisseur de la couche cornée varie considérablement selon les régions du corps. La couche cornée des paumes et des plantes est très épaisse (400-600 µM) tandis que celle des bras, du dos, des jambes et de l’abdomen est beaucoup plus fine (8-15 µM). La couche cornée des régions axillaire (aisselles) et inguinale (aine) est la plus fine, le scrotum étant particulièrement fin. Comme prévu, la capacité des toxiques à pénétrer dans cette couche cornée est inversement liée à l’épaisseur de l’épiderme.
Dommages
Tout processus qui enlève ou endommage la couche cornée peut améliorer la pénétration d’un xénobiotique. L’abrasion, les égratignures ou les coupures sur la peau la rendront plus pénétrable. Certains acides, alcalis et corrosifs peuvent endommager la couche cornée et faciliter la pénétration des agents dans cette couche. Les affections cutanées les plus répandues qui améliorent l’absorption cutanée sont les brûlures cutanées et la dermatite.
Diffusion passive
Les toxiques se déplacent à travers la couche cornée par diffusion passive. Il n’existe aucun mécanisme de transport actif connu fonctionnant au sein de l’épiderme. Les toxiques polaires et non polaires diffusent à travers la couche cornée par différents mécanismes:
- Les composés polaires, solubles dans l’eau, semblent diffuser à travers la surface externe de la couche kératinisée hydratée.
- Les composés non polaires, solubles dans les lipides, se dissolvent et diffusent à travers le matériau lipidique entre les filaments de kératine.
Eau
L’eau joue un rôle important dans l’absorption cutanée. Normalement, la couche cornée est partiellement hydratée (environ 7% en poids). La pénétration des substances polaires est environ 10 fois plus efficace que lorsque la peau est complètement sèche. Une hydratation supplémentaire à la surface de la peau augmente la pénétration de 3 à 5 fois, ce qui augmente encore la capacité d’un composé polaire à pénétrer dans l’épiderme.
Espèces
La pénétration cutanée peut varier selon les espèces, ce qui peut influencer le choix des espèces utilisées pour les tests de sécurité. La pénétration de produits chimiques à travers la peau du singe, du cochon et du cochon d’Inde est souvent similaire à celle des humains. La peau du rat et du lapin est généralement plus perméable alors que celle du chat est généralement moins perméable. Pour des raisons pratiques et pour assurer une sécurité adéquate, le rat et le lapin ont été utilisés pour des tests de toxicité cutanée.
Autres sites d’absorption cutanée
En plus de la couche cornée, de petites quantités de produits chimiques peuvent être absorbées par les glandes sudoripares, les glandes sébacées et les follicules pileux. Cependant, comme ces structures ne représentent qu’un très faible pourcentage de la surface totale de la peau, elles ne sont généralement pas considérées comme des contributeurs importants à l’absorption cutanée.
Derme et tissu sous-cutané
Une fois qu’une substance pénètre à travers la couche cornée, elle pénètre dans les couches inférieures de l’épiderme, du derme et du tissu sous-cutané. Ces couches sont beaucoup moins résistantes à une diffusion ultérieure. Ils contiennent un milieu de diffusion aqueux poreux et non sélectif qui peut être pénétré par simple diffusion. La plupart des substances toxiques qui ont traversé la couche cornée peuvent maintenant se déplacer facilement dans le reste de la peau et pénétrer dans le système circulatoire par le grand nombre de capillaires veineux et lymphatiques dans le derme.
Composés organiques semi-volatils (COV)
Une exposition à des composés organiques semi-volatils (COV) par voie cutanée peut survenir. On a estimé que la quantité de COV absorbée par absorption air-peau était comparable ou supérieure à la quantité absorbée par inhalation pour de nombreux COV rencontrés à l’intérieur, notamment:
- hydroxytoluène butylé (BHT)
- Chlordane
- Chlorpyrifos
- Phtalate de diéthyle
- Nicotine (sous forme de base libre)
- Autres produits chimiques
L’influence des particules et de la poussière sur l’exposition cutanée, le rôle des vêtements et de la literie en tant que vecteurs de transport et l’importance potentielle des follicules pileux en tant que shunts de transport à travers l’épiderme sont autant de domaines d’intérêt de recherche.
L’exposition humaine aux COV à l’intérieur par la voie cutanée a souvent été sous-estimée et n’a pas été prise en compte dans les évaluations de l’exposition. Cependant, les scientifiques de l’exposition, les évaluateurs des risques et les responsables de la santé publique sont de plus en plus conscients des effets de l’exposition cutanée sur la santé et s’y intéressent de plus en plus. En outre, les experts cherchent à comprendre comment les conséquences sur la santé peuvent varier selon la voie d’exposition. Par exemple, un COV qui pénètre dans le sang par la peau ne rencontre pas les mêmes voies de désintoxication qu’il rencontrerait lorsqu’il est ingéré et traité par l’estomac, les intestins et le foie avant d’entrer dans le sang; son entrée directe dans le sang peut le rendre potentiellement plus toxique.
Figure 2. Exemples de SVOC de biens de consommation
(Source de l’image: Adapté de photos iStock, ©)