Amnésies : l'imagerie cérébrale lève le voile
Francis Eustache, Béatrice Desgranges, Jean-Claude Baron dans mensuel 344

La maladie d'Alzheimer et l'amnésie permanente sont à première vue des pathologies assez différentes. L'une est progressive et répandue dans la population âgée, l'autre est un syndrome rare d'apparition souvent brutale. Mais dans les deux cas, la mémoire des concepts semble en partie préservée alors que celle des souvenirs a cessé de fonctionner. Y aurait-il des circuits de mémoire complètements indépendants ?
La neuropsychologie de la mémoire naît à la fin du XIXe siècle avec l'étude de personnes souffrant, à la suite d'une lésion cérébrale, d'un syndrome amnésique, un trouble de mémoire permanent et particulièrement invalidant. Ces premières descriptions ont bien montré que des troubles massifs de la mémoire peuvent affecter certains domaines alors que d'autres restent intacts. Ainsi la mémoire du passé lointain est mieux préservée que celle du passé plus récent. De même, la mémoire des habitudes est mieux préservée que la mémoire des faits et des événements. Mais ces connaissances sur les mécanismes de la mémoire sont longtemps restées parcellaires, et l'on ne peut alors véritablement parler de théorie de la mémoire. Il faut attendre les années 1960 pour que les recherches sur la mémoire se déroulent dans un contexte plus « scientifique ».

L'étude la plus citée est sans doute celle du patient amnésique H.M. voir l'article de Martine Meunier dans ce numéro. Celui-ci était devenu profondément amnésique après une ablation bilatérale de la formation hippocampique structure enfouie dans les profondeurs du cerveau et qui, comme son nom l'indique, est en forme d'hippocampe et des structures adjacentes. Cette ablation était, à l'origine, destinée à soigner une épilepsie résistante aux traitements pharmacologiques1. Grâce à des examens neuropsycho- logiques approfondis, Brenda Milner de l'Institut neurologique de Montréal confirma le rôle important joué par la région hippocampique dans la mémoire déclarative, qui est la mémoire des faits et des connaissances directement accessibles à la conscience du sujet2. De façon générale, les patients amnésiques ont des difficultés à former de nouveaux souvenirs amnésie antérograde, mais aussi à évoquer des événements vécus quelques mois ou quelques années avant l'apparition de la pathologie amnésie rétrograde. En revanche, ils n'éprouvent aucune difficulté dans les tâches de mémoire non déclarative, par exemple apprendre par essais successifs à lire des mots écrits en miroir.

Les études de patients amnésiques ont ouvert le débat sur la possibilité d'intégrer de nouvelles connaissances sans pour autant former des souvenirs, ou encore sur le rôle précis de la formation hippocampique dans la consolidation des souvenirs. Dans les années 1980, plusieurs travaux ont montré que certains patients amnésiques étaient capables d'intégrer de nouvelles informations, alors même qu'ils ne gardaient aucun souvenir des circonstances de cet apprentissage. Malgré ces résultats remarquables, nos connaissances sur la structure et le fonctionnement de la mémoire sont restées relativement limitées. En effet, ces patients enregistraient de nouvelles connaissances en mémoire sémantique la mémoire des concepts sur un terreau de connaissances acquises longtemps avant la survenue de leur lésion. Par exemple, le patient décrit par le psychologue Endel Tulving de l'université de Toronto avait bien appris le français après l'apparition de son amnésie mais - donnée non négligeable - il était auparavant professeur de langues3.

Depuis l'enfance. Est-il possible qu'un individu acquière des connaissances alors même qu'il se trouve dans l'incapacité de constituer et de retenir des souve- nirs ? Le débat a été relancé récemment après la publication de deux articles dans les revues Science et Brain . Des chercheurs ont étudié plusieurs adolescents victimes de lésions de l'hippocampe, lésions survenues à leur naissance ou peu après4,5. Ces adolescents présentaient un syndrome amnésique permanent : ils ne se souvenaient pas des événements du jour, ni de ceux de la veille et d'une bonne partie de leur biographie. Ils avaient néanmoins acquis le langage et de multiples connaissances qui leur permettaient de suivre un cursus scolaire à peu près normal. Leurs acquisitions allaient bien au-delà de ce qu'intuitivement on attendrait de sujets amnésiques depuis la prime enfance.

Ces observations posent évidemment de nombreuses questions, notamment celle-ci : le système responsable de la formation des connaissances ou mémoire sémantique est-il indépendant du système qui permet de former des souvenirs mémoire épisodique ? Des travaux actuels sur l'amnésie infantile physiologique, une amnésie observée chez tout un chacun et qui se manifeste par l'impossibilité d'évoquer des souvenirs avant l'âge de 3 ou 4 ans, vont dans ce sens. En effet, jusqu'à l'âge de 4-5 ans, l'enfant ne forme pas de véritables souvenirs alors que c'est précisément dans cette tranche d'âge qu'il acquiert beaucoup de connaissances. Ses souvenirs n'ont pas la précision et l'impression de reviviscence qui caractérisent les souvenirs des individus plus âgés voir l'article de Mark Wheeler dans ce numéro.

L'étude de sujets atteints d'un syndrome amnésique permanent survenu à l'âge adulte ou pendant l'enfance nous apporte des données fondamentales sur les structures impliquées dans la mémoire voir l'encadré : « Quelles lésions dans l'amnésie permanente ? », ainsi que des renseignements contre-intuitifs sur l'acquisition des connaissances. Toutefois, il s'agit de situations exceptionnelles, et le cerveau de ces individus développe vraisemblablement des mécanismes de compensation soit en utilisant de nouvelles stratégies cognitives, soit en mettant en jeu de nouveaux circuits neuronaux qui permettent à ces sujets de s'adapter au mieux à leurs conditions de vie. Il est donc difficile d'extrapoler au sujet normal les résultats de ces études.

D'autres situations pathologiques sont sans doute plus informatives. Prenons l'ictus amnésique idiopathique. Ce syndrome amnésique particulièrement profond apparaît brutalement mais à la différence des cas décrits précédemment, c'est une pathologie transitoire qui n'entraîne pas de mécanismes de compensation. La crise amnésique dure en moyenne entre six et dix heures ; elle survient chez un sujet par ailleurs en bonne santé, ayant en général dépassé la cinquantaine. Cette crise ne s'accompagne d'aucune lésion cérébrale définitive.

Pendant l'ictus, le comportement du patient reste adapté, de même que son discours et son raisonnement. La poursuite d'activités complexes est possible pour autant qu'elles soient très familières, par exemple conduire un véhicule, jouer aux cartes, ou même faire un cours universitaire ou des consultations médicales. Pourtant il oublie quasi instantanément ce qui vient de se passer. A cette amnésie antérograde majeure, s'ajoute une amnésie rétrograde qui peut s'étendre sur plusieurs décennies6. Cela ne l'empêche pas d'acquérir de nouvelles connaissances. C'est ce que nous avons récemment montré avec Bérengère Guillery et d'autres collègues. Grâce à une collaboration étroite avec le service des urgences hospitalières, il nous a été possible d'examiner plusieurs patients pendant la phase aiguë de leur ictus amnésique, au moyen d'une épreuve originale. Des phrases énigmatiques leur étaient présentées, comme : « Les cordes étaient atteintes car la fumée était importante. » Dans un premier temps, les patients déclaraient ne pas comprendre le sens de la phrase, mais si on leur fournissait un mot-clé « cordes vocales » dans le cas précis, le sens devenait alors immédia-tement évident.

Phrase mystérieuse. Tout l'intérêt du test réside dans le comportement ultérieur des patients. En effet, plusieurs minutes à deux heures après le début du test, ils se voyaient de nouveau confrontés à la phrase énigmatique sans mot clé. Surprise : alors même que les patients ne se souvenaient pas d'avoir entendu la phrase, ni même d'avoir rencontré l'examinateur ou d'être déjà entrés dans la pièce de consultation, ils trouvaient le sens de la phrase. Ces observations démontrent bien que de nouvelles connaissances ont été acquises en mémoire sémantique sans s'appuyer sur un quelconque souvenir des épisodes qui ont accompagné l'acquisition.

L'ictus amnésique est dû à un dysfonctionnement temporaire et de nature encore inconnue de certaines régions du cerveau. Nous avons réalisé, grâce à la tomographie à émission de positons TEP, une mesure de la consommation cérébrale d'oxygène chez plusieurs patients pendant l'ictus ou au cours de la phase de récupération7,8 voir figure. Ce marqueur est en effet un bon reflet de l'activité des synapses. Ces études ont révélé une altération fonctionnelle de différentes structures appartenant à un vaste réseau neuronal comprenant la région hippocampique et le cortex préfrontal, partie la plus antérieure du cerveau, fortement impliquée dans la mémoire épisodique9.

Cependant, les anomalies observées sont assez variables d'un patient à l'autre, et il est pour le moment impossible, à cause du faible nombre de patients examinés - une petite dizaine en tout si l'on prend en compte toutes les études publiées - de rapprocher ces perturbations métaboliques de l'intensité ou de la nature du déficit mnésique.

Bien évidemment, l'ictus amnésique ne constitue pas un « modèle neuropsychologique » commode du fait de sa brièveté et de la situation d'urgence peu propice aux explorations neurophysiologiques. En revanche, des troubles de la mémoire durables accompagnent nombre de maladies neurodégénératives qui, de plus, sont beaucoup plus fréquentes dans la population.

Dans la maladie d'Alzheimer, qui est de loin la cause de démence la plus répandue dans les pays industrialisés, le diagnostic est difficile à établir dans la phase précoce car les déficits cognitifs, notamment mnésiques, sont insidieux et ne se différencient pas bien du déclin mnésique lié au vieillissement normal voir l'article de Jocelyne de Rotrou dans ce numéro. L'examen neuropsychologique, qui repose sur des tests, apporte des éléments déterminants, en mettant en évidence des déficits non seulement de la mémoire, mais aussi d'autres fonctions cognitives, comme le langage par exemple, difficultés à trouver les mots avec production d'un mot pour un autre, ou « paraphasie » ou les gestes difficultés à réaliser des gestes symboliques sur ordre de l'examinateur ou à utiliser les objets dans la vie courante. En parallèle, des explorations biologiques et neuroradiologiques permettent d'exclure d'autres causes d'affaiblissement intellectuel. La TEP est avant tout un outil de recherche mais, dans les centres où elle est disponible, elle peut également contribuer à la démarche diagnostique. Toutefois, sa spécificité reste insuffisante, et de grandes études sont actuellement en cours notamment au niveau européen, pour identifier d'éventuels marqueurs métaboliques précoces de cette affection.

Corrélation statistique. Pour en revenir à la question qui nous préoccupe - quels types de relation entretiennent la mémoire épisodique et la mémoire séman-tique - nous avons dans la maladie d'Alzheimer un modèle de recherche tout à fait intéressant. En effet, le message qui émerge des études menées en neuropsychologie durant ces vingt dernières années est que les déficits cognitifs associés à cette maladie, au moins aux premiers stades de l'affection, peuvent être relativement sélectifs et varient selon la distribution des lésions. Cette vision est en total désaccord avec ce que l'on a longtemps cru : pendant des années, la maladie d'Alzheimer a été assimilée à une faillite globale des fonctions mentales. Il est maintenant admis que les symptômes de cette maladie n'atteignent pas d'emblée toutes les sphères de la vie mentale. Les troubles de la mémoire épisodique sont les plus précoces.

Nous avons cherché à préciser quelles étaient les régions cérébrales responsables de ces troubles en corrélant, avec une méthode statistique, le métabolisme cérébral et les scores obtenus au cours de tests de mémoire10. Notre équipe a ainsi largement contribué au développement de la méthode dite des « corrélations cognitivo-métaboliques » qui consiste à étudier, pour chaque image de TEP et chaque pixel il y en a des milliers, la relation linéaire entre les valeurs du métabolisme cérébral des patients et leurs performances au test qui leur est proposé. On réalise ensuite une cartographie des pixels « statistiquement significatifs ». Ils se regroupent en général par région cérébrale où la performance au test est d'autant plus altérée que le métabolisme y est faible il s'agit de régions affectées par la maladie, directement ou indirectement.

Par cette méthode, nous avons montré que le dysfonctionnement de la région hippocampique gauche était impliqué dans les troubles de la mémoire épisodique verbale de la maladie d'Alzheimer10. Dans cette première étude, portant sur 19 patients, la mémoire était évaluée grâce à un test, dans lequel le patient devait restituer une courte histoire, immédiatement après l'avoir entendue.

Dans une étude ultérieure, réalisée avec le même test et portant cette fois sur un groupe de 40 patients, nous avons montré que les sites de corrélations, autrement dit les régions du cerveau où le métabolisme varie dans le même sens que les scores aux épreuves de mémoire, s'étendaient à d'autres régions que l'hippocampe gauche en particulier au néocortex associatif mais nous ne savions pas bien interpréter ce résultat. Nous avons alors divisé la population en deux groupes de vingt patients selon la sévérité de leur déficit dans la tâche de rappel d'histoire. Les sites des corrélations sont strictement différents dans ces deux groupes de patients. Dans le groupe de sujets chez qui l'altération mnésique est discrète et vraisemblablement limitée à la mémoire épisodique, les sites de corrélations concernent le cortex périrhinal, région proche de l'hippocampe où les lésions neuropathologiques sont les plus denses.

Chez les patients dont les troubles mnésiques sont marqués et s'étendent à la mémoire sémantique, les sites de corrélations concernent cette fois plusieurs régions néocorticales de l'hémisphère gauche, habituellement dévolues à la mémoire sémantique. Ces patients restituent le thème général de l'histoire une histoire de voiture, mais non les détails qui en font une histoire particulière celle de Robert dont la femme souhaite une voiture rouge, avec un grand coffre.... Ainsi, il semble qu'ils mettent en jeu des stratégies compensatoires, au demeurant peu efficaces, pour tenter de suppléer les dysfonctionnements majeurs des régions cérébrales sous-tendant la mémoire épisodique, en particulier la région hippocampique.

Dans les études que nous menons actuellement, les tâches proposées nous renseignent de façon différentielle sur l'intégrité de la mémoire épisodique et de la mémoire sémantique.

Lion sans crinière. Pour étudier plus spécifiquement la mémoire épisodique, nous avons mis au point une épreuve dans laquelle le patient doit apprendre une liste de mots. Ces mots correspondent à des concepts qui ne sont pas « dégradés sémantique- ment » : supposons que la liste comprenne le mot « lion » et qu'un patient donné ne sache plus qu'un lion possède une crinière, vit en Afrique... si le patient perd les caractéristiques spécifiques, il conserve longtemps les plus générales et sait encore qu'un lion est un animal, alors, pour ce patient, le mot « lion » est retiré de la liste à mémoriser et remplacé par un autre, de même catégorie, mais préservé sémantiquement. Avec ce test, nous avons montré que les performances de mémoire épisodique étaient corrélées avec le métabolisme du cortex entorhinal gauche, voie neuroanatomique d'entrée exclusive dans l'hippocampe et région la plus précocement atteinte par les lésions neurodégénératives dans la maladie d'Alzheimer11.

La mémoire sémantique a été quant à elle étudiée grâce à un test original destiné à mesurer les « effets d'amorçage12 ». Comme on va le voir, dans ce type de test, le patient n'a pas conscience de se livrer à une tâche de mémoire, ce qui nous permet d'évaluer l'intégrité de ses connaissances sémantiques en évitant les biais liés à d'éventuels troubles attentionnels. L'épreuve est simple : il s'agit pour le patient de décider en appuyant sur un bouton si l'assemblage de lettres qui lui est présenté correspond ou non à un mot de la langue. En fait, parmi les mots présentés, certains ont entre eux des liens sémantiques : pour reprendre l'exemple précédent, tigre et lion on a là une relation de coordination, tigre et rayure c'est une relation d'attribution. Dans les deux cas, chez le sujet normal, le temps de décision lexicale « oui, c'est un mot de la langue » bouton 1 ; « non, ce n'est pas un mot de la langue » bouton 2 est plus court par rapport à une situation où les deux mots n'entretiennent aucune relation sémantique.

Effet d'amorçage. Cette réduction du temps correspond à l'effet d'amorçage. Qu'en est-il dans la maladie d'Alzheimer ? Notre étude met en évidence deux principaux résultats : lorsque les mots ont une relation d'attribution tigre et rayure, l'effet d'amorçage est moins important chez les patients que chez les témoins, et il disparaît même chez les patients qui ont les troubles sémantiques les plus importants. En revanche, et de façon étonnante, les patients ont un effet d'amorçage plus important que les témoins lorsque les deux mots ont une relation de coordination tigre et lion. Ce phénomène paradoxal d'« hyperamorçage » pourrait s'expliquer par le fait que le « lion » et le « tigre » ayant chacun perdu leurs attributs spécifiques crinière et rayures s'apparenteraient désormais à des synonymes, d'où cette prise de décision plus rapide. Ces tests récents seront prochainement complétés par une étude TEP bien contrôlée.

Ainsi, l'étude des pathologies de la mémoire permet progressivement de mieux connaître les processus cognitifs et les substrats neurobiologiques de la mémoire humaine. A l'inverse, cette compréhension de plus en plus approfondie des mécanismes de la mémoire, notamment grâce au couplage de la neuropsychologie cognitive et de l'imagerie cérébrale, permet de mettre en place des moyens efficaces de détection de ces affections cérébrales et à terme devrait contribuer à la mise au point de thérapeutiques actives.
1 W. Scoville, B. Milner, Journal of N eurology, N eurosurgery and P sychiatry, 20, 11, 1957.

2 L.R. Squire, Psychological Review, 99, 195, 1992.

3 E. Tulving , C. Hayman, et C. McDonald, Journal of E xperimental P sychology : Learning, M emory and C ognition, 17, 595, 1991.

4 F. Vargha-Khadem et al., Science, 277, 376, 1997.

5 D.G. Gadian et al., Brain, 123, 499, 2000.

6 B. Guillery et al., Neurocase, 6, 205, 2000.

7 J.-C. Baron et al., Brain, 117, 545, 1994.

8 F. Eustache et al., Journal of Neurology, Neurosurgery and Psychiatry , 63, 357, 1997.

9 B. Desgranges et al., Neuroimage , 8, 198, 1998.

10 B. Desgranges et al., Brain , 121, 611, 1998.

11 F. Eustache et al., Neuroreport , 12, 683, 2001 .

12 B. Giffard et al., Brain , 124, 101, 2001.

13 A.M. Aupée et al., Neuroimage, 13, 1164, 2001.

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WoundClot, le pansement révolutionnaire qui arrête les hémorragies en quelques minutes



WoundClot, le pansement qui stoppe les hémorragies

Des scientifiques israéliens ont conçu un pansement révolutionnaire. Nommé WoundClot, il est capable d'arrêter une importante hémorragie en quelques minutes, en absorbant le sang et en se changeant en gel.

Lorsqu'il y a hémorragie, une blessure devient particulièrement difficile à traiter. Si appuyer sur la plaie peut contenir le saignement, cela ne suffit pas toujours, en particulier lorsque la blessure est grave ou se trouve sur des zones sensibles comme la tête ou le cou. Sans intervention d'urgence, une hémorragie peut ainsi facilement conduire à la mort de la personne blessée.

C'est pour résoudre ce problème que des scientifiques israéliens de la société Core Scientific Creations ont conçu une invention innovante. Son nom : WoundClot. Il s'agit d'un pansement nouvelle génération capable de contenir une hémorragie en quelques minutes. Pour cela, il suffit de placer le bandage sur la blessure et de le laisser ensuite faire le travail.

Un pansement qui favorise la coagulation

Le secret du pansement réside dans sa composition. Il est constitué de cellulose arrangée en une "structure moléculaire particulière". Celle-ci permet au bandage d'absorber de grandes quantités de liquide sans pour autant se disloquer, retenant jusqu'à 2.500 fois son propre poids, selon ses inventeurs.

"Quand il est mis au contact d'un liquide, ce produit commence à absorber d'énormes quantités de sang, puis il change d’état pour devenir un gel", a déclaré à Reuters le Dr Shani Eliyahu Gross, vice-président de Core Scientific Creations. Et plus le pansement absorbe de sang, plus vite il se change en gel. Ce dernier adhère alors à la blessure sans aucune intervention, ni pression extérieure.

"Nous travaillons avec le corps afin de refermer la blessure", a poursuivi le Dr Eliyahu Gross repris par Newsweek. En effet, le WoundClot ne déclenche pas lui-même la coagulation, il la favorise. En adhérant à la plaie, il crée une sorte de réservoir qui permet aux substances coagulantes du sang de s'accumuler dans la zone et ainsi de faire leur travail pour arrêter le saignement.

Une innovation pleine d'avantages

D'après ses inventeurs, le gel reste stable durant 24 à 36 heures avant de commencer à se désagréger rapidement. Il est absorbé par le corps en l'espace de sept jours. Ces facultés représentent de véritables avantages comparé aux dispositifs existant jusqu'ici. En effet, des produits ont déjà été mis au point pour stopper les graves hémorragies mais ils sont loin d'être parfaits.

Certains contiennent très bien les saignements mais doivent ensuite être retirés par des professionnels, ce qui perturbe souvent le processus de guérison. D'autres sont conçus pour se désagréger naturellement mais le font tellement rapidement qu'ils peuvent ne pas suffire en cas de saignement abondant et prolongé. 

En combinant stabilité et bio-absorbabilité, le WoundClot parvient à fournir une solution efficace et durable. "Notre produit est unique car il est le seul produit sur le marché dont les caractéristiques excluent l'application d’une compression lors d’une hémorragie sévère tout en étant en même temps bio-absorbable", a indiqué Yuval Yaskil, PDG de Core Scientific Creations.

Déjà utilisé par la police israélienne

D'après la société, la simplicité et l'efficacité de son invention signifient qu'elle pourrait avoir des applications importantes dans les guerres et conflits où les hémorragies sont la cause principale de décès. Une étude menée par l'U.S. Army Institute of Surgical Research a en effet déterminé qu'environ 90% des victimes de guerre mourraient essentiellement suite à une hémorragie.

Avec un coût d'un peu moins de 10 dollars (environ 9 euros) par bandage, le le WoundClot est actuellement l'un des plus chers de ce type sur le marché. Toutefois, il est d'ores et déjà disponible dans les hôpitaux et utilisé par la police israélienne. Il serait actuellement testé par l'armée israélienne tandis que la société aurait engagé le dialogue avec l'armée américaine au sujet de recherches conjointes.

Selon le Dr Timothy Coakley, principal médecin conseil de la CSC, le pansement pourrait aussi être utilisé lors d'opérations aussi bien cardiaques que dentaires. "N'importe où il y a des saignements, vous pouvez l'utiliser. J'attends ça depuis longtemps", a-t-il conclu.

Publié par Émeline Ferard, le 21 juillet 2016

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De l'ibuprofène pour réparer les os

D'après l'étude de l'université de Grenade publiée dans la revue The Journal of Bone and Mineral Metabolism (JBMM) du mois de mai 2012, l'ibuprofène, anti-inflammatoire le plus couramment prescrit dans le monde, pourrait  faciliter la reconstruction osseuse.

Par La rédaction de Allodocteurs.fr
Rédigé le 09/07/2012, mis à jour le 20/05/2015 à 15:00
De l'ibuprofène pour réparer les os
De l'ibuprofène pour réparer les os
    
L'ibuprofène est un médicament anti-inflammatoire non stéroïdien connu pour lutter contre la douleur et faire diminuer la fièvre. Il est souvent prescrit pour traiter les douleurs post-opératoires. Mais jusqu'à présent, les données disponibles sur les anti-inflammatoires non stéroïdiens montraient que ceux-ci retardaient la consolidation des os en cas de fracture ou de chirurgies osseuses. Actuellement, les médecins évitent d'en donner dans les premières semaines qui suivent ces traumatismes.

Or l'étude de l'université de Grenade distingue l'ibuprofène des autres molécules de la même classe. En effet, après des expériences réalisées in vitro, les chercheurs ont découvert que cet anti-inflammatoire n'avait pas d'effet négatif sur la synthèse de l'ostéocalcine. Elle est sécrétée par les cellules impliquées dans la formation et la réparation des os, les ostéoblastes, et joue un rôle fondamental dans la croissance et la formation des os en favorisant la fixation du calcium dans ce tissu.

Les chercheurs ont montré qu'à doses thérapeutiques l'ibuprofène pourrait être le seul anti-inflammatoire non stéroïdien sans effet délétère sur la formation des os. De plus, leurs résultats suggèrent également que cette molécule aurait la capacité d'activer le processus de régénération cellulaire en diminuant les marqueurs qui initient la destruction des cellules osseuses.

Les recherches doivent être poursuivies pour déterminer si l'effet exceptionnel de l'ibuprofène sur les cellules osseuses est retrouvé in vivo chez l'homme.

Source : "Effect of ibuprofen on proliferation, differentiation, antigenic expression, and phagocytic capacity of osteoblasts", The Journal of Bone and Mineral Metabolism (JBMM), 28 avril 2012. Doi: 10.1007/s00774-012-0356-2

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LA   PEAU

 par Ursula Lenseele, Daniel Schmitt dans mensuel n°351 daté mars 2002 à la page 50 (2915 mots)
Une simple enveloppe ? Vision ô combien réductrice ! La peau est un organe à part entière. Barrière, mais aussi lieu d'échanges, elle assure des fonctions multiples. Ne va-t-on pas jusqu'à lui attribuer, chez l'homme, le qualificatif de « cerveau étalé » ? Sans compter l'importance sociale que lui confère son exposition aux regards.

Tous les animaux ont-ils une peau ?
Pas exactement : au sens strict, la peau est l'apanage des seuls vertébrés. Pour désigner l'ensemble des tissus qui recouvrent un animal quel qu'il soit, on parlera de téguments. Parmi ces derniers, quelle variété ! Chez les organismes unicellulaires, il s'agit de la membrane cellulaire et du revêtement qu'elle peut sécréter : la paroi de nombreuses bactéries, par exemple, leur confère une forme bien définie. Quant aux invertébrés, leur tégument est une couche de cellules épithéliales, faite de plusieurs types de cellules comme les cellules sensorielles ou les glandes. Elle peut porter des cils, voire des épines, et secréter des revêtements qui vont du manteau muqueux des anémones ou des méduses à la cuticule rigide et articulée des insectes. Cette dernière est en quelque sorte un squelette externe, dur et composé de plusieurs couches de chitine, auquel sont attachés les muscles. Les vertébrés, eux, ont un squelette interne, et c'est leur peau, faite de deux couches principales - épiderme et derme -, qui assure l'interface avec le milieu aquatique ou aérien. Certains vertébrés sont restés marins, d'autres ont conquis le milieu aérien, et leur peau s'est adaptée. Aussi ceux des amphibiens qui sont restés aquatiques ont-ils une peau fine, recouverte de mucus. Leurs congénères terrestres ont au contraire une peau plus épaisse, cornée. Quant aux reptiles, encore plus affranchis de l'eau, leur peau très épaisse va jusqu'à recevoir, parfois, des contributions osseuses du derme. Ils ont, au cours de l'évolution, donné naissance aux oiseaux recouverts de plumes, indispensables à la régulation de la température interne. Enfin, avec la peau élastique des mammifères, foin de plumes et place aux poils, là encore selon une échelle très variable : peau glabre chez les cétacés comme les dauphins, très poilue chez les ours polaires.

La peau : barrière ou lieu d'échanges ?
Contrairement à des idées reçues qui eurent longtemps la vie dure, la peau n'est pas qu'une simple enveloppe : c'est aussi un lieu d'échanges. Certes, elle joue le rôle de contenant en empêchant que les liquides vitaux comme la lymphe ne s'échappent du corps. Chez l'homme, les cellules cornées et le film hydrolipidique - mélange de sueur et de sébum sécrétés par des glandes distinctes - se révèlent, à cet égard, très efficaces. Elle joue également le rôle de barrière immunitaire via certaines de ses cellules, les cellules de Langerhans. Celles-ci, les premières à se trouver au contact d'un micro-organisme infectieux, migrent ensuite vers les ganglions les plus proches pour présenter les antigènes étrangers aux lymphocytes, et les activer. Mais la peau est aussi un lieu d'échanges considérables, absolument vitaux pour certaines espèces. C'est le cas des amphibiens. Même si l'adulte fait l'acquisition de poumons, il garde une capacité à respirer par la peau, héritée du temps où il était larve. Lisse, nue, très fine et recouverte d'un mucus gluant, cette peau laisse pénétrer l'oxygène qui va gagner les vaisseaux sanguins localisés en surface. Elle est aussi perméable à l'eau dans les deux sens. Mais le mucus, qui préserve son humidité, empêche l'évaporation et évite la déshydratation due au vent et au soleil. D'autres animaux utilisent la peau de façon annexe pour respirer. Le turbot, par exemple et plus généralement les poissons plats dépourvus d'écailles, pompe 30 % de l'oxygène dont il a besoin par cette voie ! Faculté qui lui permet de résister à l'appauvrissement du milieu en oxygène, voire à... sa mise hors de l'eau. La peau joue aussi un rôle dans les échanges de chaleur, notamment chez les animaux homéothermes comme les mammifères qui doivent garder leur température constante. Enfin, n'oublions pas la capacité qu'ont les substances lipidiques à franchir cette barrière, propriété qui intéresse au plus haut point l'industrie pharmaceutique : là réside l'intérêt des patchs, dont les molécules diffusent à travers la peau et sont absorbées plus lentement par l'organisme que des médicaments ingérés.

Qu'est-ce que la chair de poule ?
En amont, se trouve le frisson, réponse au froid de la plupart des espèces à sang chaud, dont la température est indépendante de celle du milieu ambiant. La contraction des muscles sous-cutanés provoque alors une augmentation de la température au niveau de la peau. Puis apparaît la chair de poule, résultat de la contraction des muscles horripilateurs situés au niveau du sac dans lequel se trouve le poil. Qui dit contraction, dit gonflement, d'où la petite bosse caractéristique à la surface de la peau. En même temps, le gonflement de ce sac fait que le poil se dresse. Un souvenir du temps où l'homme était beaucoup plus poilu et où, comme d'autres animaux à fourrure et à plumes, il pouvait contrôler l'épaisseur de la couche d'air emprisonnée dans ses phanères en tirant parti de l'érection de sa pilosité pour s'isoler du froid... Fourrure et plumes ne sont pas les seuls moyens mis en place par les homéothermes pour se protéger du froid. N'oublions pas la couche de graisse sous-cutanée ! Elle est primordiale chez les animaux aquatiques comme le phoque.

Pourquoi transpire-t-on ?
Lorsqu'il fait chaud, les animaux à sang chaud cherchent à abaisser la température de leur peau. Les grandes oreilles des éléphants leur sont bien utiles pour se rafraîchir ! Quatre mètres carrés recto verso, parcourus par un important réseau de vaisseaux sanguins : voilà qui représente une considérable surface d'échange avec l'air. C'est donc en battant des oreilles que l'éléphant abaisse sa température sanguine. Un système original, mais loin d'être le plus répandu : chez de nombreuses espèces, on observe un mécanisme de refroidissement par évaporation d'eau. A quel niveau ? Les poumons ou la peau. On parle alors de halètement ou de sudation. L'eau peut aussi provenir de la salive et être répartie sur le corps par léchage comme chez le rat, ou de l'urine, comme chez certains oiseaux tropicaux. L'éléphant encore lui utilise l'eau de son bain, et le nombre important de ses rides cutanées fait que l'humidité y perdure plus que sur une peau lisse. Et la sudation ? Elle n'est utilisée que par quelques mammifères seulement, dont l'homme, les équidés et les camélidés. Avec ses 500 à 1 000 glandes sudoripares/cm2, l'homme détient un record quantitatif et qualitatif. Car, lorsque les glandes sudoripares ne sont présentes qu'à certains endroits bien spécifiques, comme la pulpe digitale chez les chats, la sueur est bien peu efficace en matière de refroidissement... C'est qu'elle a aussi d'autres fonctions. Il y a en effet deux types de glandes sudoripares : les glandes eccrines et les glandes apocrines. Ce sont les premières qui, réparties sur tout le corps, sécrètent une sueur qui forme un film aqueux à la surface de la peau et la protège des agressions. Lorsque la température devient supérieure à 37 °C ou en cas d'effort musculaire intense, c'est cette sueur qui joue le rôle de régulateur thermique. Les glandes apocrines, elles, ne sont localisées qu'en certains points du corps aisselles, aine, anus chez l'homme. La production de sueur par ces glandes ne répond pas à une stimulation thermique mais à des stimuli émotionnels importants ou à des hormones sexuelles. Chez l'homme, leur rôle n'est pas bien connu, mais chez les autres mammifères, elles sont impliquées dans la reconnaissance olfactive entre individus et jouent parfois un rôle dans la sexualité - comme chez le célèbre putois.

La peau se renouvelle-t-elle ?
« Il était un pauvre serpent qui collectionnait toutes ses peaux : l'Homme. » En l'occurrence, Jean Giraudoux avait tort. Car même si l'on n'y pense pas de prime abord, l'homme, comme tous les mammifères, voit sa peau constamment renouvelée ! Ce sont les cellules basales de l'épiderme qui, en migrant, remplacent les cellules mortes en surface, perdues par desquamation. C'est qu'il y a, dans les follicules pileux des mammifères adultes, des cellules souches multipotentes capables d'engendrer toutes les lignées cellulaires épithéliales de la peau. Ce sont elles qui donnent naissance, tout au long de la vie de l'animal, aux cellules basales de l'épiderme, et assurent son renouvellement. Elles, également, qui interviennent dans le processus de cicatrisation. En cas de blessure, la peau est en effet capable de s'autoréparer, soit par la migration de cellules basales de l'épiderme sain, soit par la migration de cellules souches en provenance des follicules pileux. Voilà qui ouvre de nouvelles perspectives dans les cas de cicatrisation difficile. On peut imaginer déposer, sur la plaie, des molécules capables d'orienter ces cellules souches vers leur différenciation en épiderme. Et s'en servir aussi, peut-être, pour reconstruire une peau de qualité chez les grands brûlés.

Tous les animaux ne renouvellent pas leur peau de cette manière progressive. Pour grandir, les reptiles se défont de leur peau lors de la mue. Lors de ce phénomène, les cellules germinatives de l'épiderme se multiplient pour former une nouvelle couche de cellules kératinisées qui va se placer sous l'ancienne. Un liquide visqueux, la lymphe, diffuse alors sous cette dernière. Le passage de la lymphe et l'action d'enzymes créent un espace qui sépare l'ancienne couche cornée de la nouvelle, et l'animal peut alors quitter sa vieille peau. Les tortues et les crocodiliens muent par petits lambeaux, les lézards en plusieurs grands morceaux, les serpents en une seule fois.

Comment et pourquoi fabrique-t-on de la peau artificielle ?
La peau est le premier tissu à avoir été reconstruit en laboratoire. Au cours des années 1970, l'Américain Howard Green dépose des cellules épidermiques dans des boîtes en plastique contenant des milieux nutritifs. Il observe alors que non seulement les cellules ne meurent pas, mais qu'au contraire elles se multiplient pour donner un épiderme stratifié. Les scientifiques parviennent ensuite à mettre en culture d'autres cellules cutanées comme les mélanocytes et obtiennent un épiderme qui ressemble à de la peau d'embryon. Puis une équipe française découvre qu'en plaçant cette peau à l'interface air-liquide une couche cornée faite de plusieurs assises de cellules mortes se forme spontanément. C'est précisément ce type d'épiderme de culture qui est utilisé pour greffer les grands brûlés. Dans un premier temps, un pansement de collagène, qui sert d'équivalent dermique et va boucher les plaies, est placé sur la brûlure nettoyée. Parallèlement, des cellules épidermiques prélevées par biopsie sur des tissus non brûlés sont mises en culture. A partir de deux centimètres carrés de tissu, on obtient en quinze jours une surface totale d'un mètre carré. Les lambeaux d'épiderme sont alors agrafés sur le pansement de collagène. Le derme, lui, se reconstituera de lui-même après plusieurs années.

Mais il est aussi possible de reconstituer, en laboratoire, la peau dans son entier : l'épiderme avec ses différentes cellules kératinocytes, mélanocytes, cellules de Langerhans, le derme avec ses fibroblastes qui vont synthétiser le collagène et l'élastine, des vaisseaux sanguins, des cellules immunitaires et des éléments nerveux. On sait même y mettre des embryons de poils. Cette peau reconstruite avec plusieurs types cellulaires n'est pas utilisée dans les greffes de peau, où l'on ne greffe que de l'épiderme. Elle est mise à profit en cosmétologie et en pharmacologie. Débarrassée de sa couche cornée elle devient, du coup, une muqueuse, elle permet, par exemple, de tester la pénétration du virus du sida et l'efficacité des médicaments antiviraux. Dans le domaine des allergies, cette peau artificielle permet d'évaluer les réactions allergiques cutanées à divers produits et, dans le cas de l'eczéma, de tester différentes solutions pour éviter que les cellules de Langerhans ne migrent vers les ganglions et ne déclenchent la réaction allergique. Par ailleurs, tout ce que l'on apprend sur la reconstitution cutanée sert à élaborer des protocoles de reconstitution d'autres muqueuses ou d'autres épithéliums, comme celui des intestins.

Le contact est-il essentiel ?
La peau est l'organe du toucher, le deuxième sens après la vue en termes d'informations traitées par le cerveau. Ce sont les terminaisons des fibres nerveuses situées dans la peau, les récepteurs sensoriels, qui vont réagir à la pression, à la température ou à la douleur. Toutes les parties du corps n'ont pas la même sensibilité car elles ne possèdent pas le même nombre de récepteurs tactiles. Chez l'homme, ces récepteurs sont plus nombreux au niveau de la paume des mains, de la pulpe des doigts, et du visage, qu'au niveau du dos. Ces récepteurs vont traduire, en ce qui concerne le toucher, l'intensité, la force et la durée de la pression qu'ils subissent. L'information est ensuite transmise au cortex cérébral, au niveau de l'aire sensitive corticale qui est la projection précise de tous les points du corps. Le cerveau élabore alors une réponse au stimulus détecté par les récepteurs tactiles.

Le toucher est un sens vital, qu'il soit manuel ou autre. C'est, par exemple, grâce à un léchage intensif que certains animaux mettent en route les fonctions vitales de leur progéniture. Mais le toucher est essentiel dès avant la naissance : les contacts in utero sont indispensables aux petits des mammifères. Le psychologue américain Harry Harlow, spécialiste du développement et du comportement humain, avait démontré, dans les années 1960, l'importance du contact chez les bébés singes. Les contacts physiques permettent au prématuré de développer et de structurer les connexions nerveuses de l'encéphale et l'amènent ainsi au même niveau de développement que le bébé né à terme. Le contact cutané représente, de plus, une forme de développement de l'identité. Lors d'hospitalisations prolongées, la privation du contact physique avec la mère et le manque de stimulus peuvent plonger l'enfant dans un véritable état dépressif. Plus tard, le toucher continue à avoir une grande importance : il acquiert notamment une fonction sociale, qu'illustre par exemple la poignée de main. Cette fonction sociale n'est pas l'apanage des primates. On la retrouve, sous une forme ou une autre, chez nombre d'animaux, les orques, par exemple, à la peau très sensible. Lors de la parade nuptiale, ils se frottent contre les galets. Cela n'est pas signe de démangeaisons dues à de quelconques parasites dont ils essaieraient de se débarrasser, mais fait partie du rituel amoureux.

La peau reflète-t-elle nos états d'âme ?
Peau et système nerveux ont une origine embryonnaire commune, puisqu'ils proviennent tous deux de l'ectoderme. En quelque sorte, la peau est un peu comme un « cerveau étalé ». Sous l'angle neurobiologique, elle a gardé quelques propriétés du système nerveux. Et sous l'angle psychanalytique, elle pourrait révéler des troubles psychologiques plus ou moins enfouis dans l'inconscient.

C'est l'observation de l'évidence d'un lien entre certaines maladies cutanées et le stress psoriasis, acné... qui a relancé, ces dernières années, la recherche de liens entre peau et système nerveux. Comme la peau est innervée, on a réalisé qu'elle renfermait des neuromédiateurs dès la découverte de ceux-ci. Mais, jusqu'à une date récente, on leur avait conféré un rôle uniquement sensitif ou neurovégétatif. Ce n'est que depuis une vingtaine d'années qu'on a commencé à comprendre que les fibres nerveuses sécrètent des neuromédiateurs dans des circonstances variées, et qu'ils jouent un rôle dans l'inflammation, dans l'immunité et dans toutes les fonctions cutanées. Puis on a découvert, il y a moins de dix ans, que les cellules cutanées produisaient elles aussi des neuromédiateurs. Aujourd'hui, on sait que tous les types de cellules de la peau en sont capables. Prudence cependant, car pour l'instant, ces résultats n'ont été obtenus qu' in vitro. In vivo, l'incertitude demeure : quand et comment y a-t-il production ? Une relation difficile à étudier, en raison de l'instabilité des neuromédiateurs.

Aujourd'hui, les chercheurs savent que le système nerveux contrôle de nombreuses fonctions cutanées et que des anomalies de ce contrôle sont à l'origine de maladies cutanées ou vont aggraver ces maladies. Certaines maladies de peau peuvent donc avoir une composante psychosomatique, qui doit être recherchée. Si elle est diagnostiquée, la prescription de psychotropes ou une psychothérapie peuvent être un complément utile au traitement dermatologique. L'état de la peau serait donc le reflet de nos agitations. Ce type de recherche présente un grand intérêt pour l'industrie. Peut-on rêver qu'un jour l'application d'une pommade suffira à nous déstresser ?

La peau est-elle un objet symbolique ?
La peau humaine est un organe visible et, comme tel, un élément essentiel du paraître. Elle est le support de certaines formes de communication entre les hommes, et entre les hommes et leurs dieux, notamment par la réalisation des tatouages, pratique universelle vieille de 40 000 ans. Les tatouages sont associés à de multiples religions : c'est un moyen de dialogue avec le monde des divinités, une protection contre les mauvais esprits... Ce rituel se différencie de la scarification, incision qui aboutit à une cicatrice en creux ou en relief, et sculpte la peau foncée alors que le tatouage utilise les pâleurs de la peau claire. Les scarifications sont notamment réalisées dans les rites de passage à l'âge adulte. Le tatouage pratiqué aujourd'hui en Occident se dégage de toute symbolique religieuse, mais participe au langage social. Langage qui inclut aussi le maquillage, l'usage du parfum, la coiffure... ou le bronzage, qui a pris son essor au XXe siècle lorsqu'il a cessé d'être la preuve de l'obligation de participer aux travaux paysans pour devenir le témoin de la capacité du « bronzé » à se payer des vacances au soleil.

La peau joue un autre rôle extrêmement important du point de vue du paraître : il est le premier organe à montrer des signes de vieillissement. Car avec l'âge, les fibroblastes synthétisent moins de collagène, et les fibres élastiques cessent de se former après cinquante ans. La lutte contre le vieillissement cutané est presque aussi vieille que les rides elles-mêmes : elle est déjà mentionnée sur les papyrus égyptiens !

Par Ursula Lenseele, Daniel Schmitt

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