24 septembre 2020 GloMeca #4 – Le comportement mécanique de la peau au fil de l’âge

D’un point de vue biomécanique, le vieillissement est un processus très complexe affectant sérieusement les fonctions de tous les organes et tissus du corps, et qui a le plus souvent des effets irréversibles sur leur comportement mécanique. Les effets les plus visibles du vieillissement peuvent être observés sur la peau, pour laquelle de nombreuses études ont été largement réalisées à des fins dermocosmétiques et pharmacologiques. 

Bien que la plupart des signes du vieillissement de la peau dans l’épiderme, le derme et les couches sous-cutanées soient liés, les modifications des propriétés mécaniques sont particulièrement intéressantes, car elles contribuent directement au développement des rides. Toutes les couches de la peau sont affectées aussi bien structurellement que fonctionnellement.

Dans les couches cutanées inférieures, une augmentation de la réticulation du collagène et une perte d’eau subséquente entraînent une diminution de la teneur en collagène et en élastine. Ce phénomène est en partie dû à un déséquilibre entre la synthèse des protéines de la matrice et la dégradation par les métalloprotéases de la matrice.

L’épaisseur de la peau dépend surtout de son emplacement anatomique, de la teneur en fluides corporels et de l’âge.

Dans la recherche sur le vieillissement de la peau, les méthodes biomécaniques quantitatives, telles que les mesures de l’élasticité cutanée et de la viscoélasticité, sont largement utilisées pour analyser la morphologie de la peau et ainsi déterminer le niveau des changements de la peau avec l’âge.

Les fonctions physiologiques de la peau peuvent être déterminées par des paramètres de comportement mécanique, susceptibles d’être modifiés, en fonction de la densité et des composantes élastiques du derme.

Élasticité de la peau

Certaines mesures de l’épaisseur de la peau, utilisant les forces et contraintes sur la peau, ont clairement révélé que le module de Young augmente de manière linéaire avec l’âge. Au cours du processus de vieillissement, la peau devient plus fine, plus rigide, moins tendue et moins souple. L’épaisseur de l’épiderme et du derme des personnes âgées est également inférieure d’environ 0,7 à 0,8 mm à celle d’une peau adulte.

Les paramètres cutanés changent avec l’âge : la tension cutanée chez les enfants est d’environ 21 N/mm² (MPa), alors que le résultat mesuré chez un adulte plus âgé diminue d’environ 17 N/mm² (MPa). De plus, l’élasticité de la peau des enfants est en moyenne de 70 N/mm² (MPa), alors que celle des personnes âgées est proche de 60 N/mm² (MPa). Les études démontrent également que la déformation devient plus rigide avec l’âge lorsqu’une force externe est appliquée sur la peau.

Caractéristique force/déformation entre une peau jeune et une peau âgée.

Le comportement mécanique à travers 4 âges

1/ Bébé

La peau des bébés est près de 30% plus fine que celle des adultes. Elle contient le même nombre de couches que la peau d’un adulte, mais chacune d’entre elles est considérablement plus fine, ce qui la rend beaucoup plus délicate et sensible.

La couche la plus externe de l’épiderme est extrêmement fine et les cellules ne sont pas aussi fermes que la peau d’un adulte. La sueur et les glandes sébacées sont également moins actives et le film hydrolipidique de la peau est donc relativement faible. Cela signifie que la fonction de barrière cutanée est altérée et que la peau des bébés est :

• Moins résistante que la peau des adultes
• Particulièrement sensible aux influences mécaniques extérieures
• Exposée au dessèchement.

2/ Enfants (environ 6 ans)

• La peau est plus fine et moins pigmentée que la peau d’un adulte
• L’activité des glandes sudoripares et sébacées est plus faible.

La structure de la peau est légèrement plus mature, correspondant presque aux paramètres de l’adulte. Cependant, comme ces mécanismes d’autoprotection sont moins développés la peau jeune semble particulièrement sensible.

3/ Adultes (entre 20 et 30 ans)

L’environnement externe (facteurs génétiques, mode de vie ou environnement), peut déterminer l’amincissement du derme et de l’épiderme. Les premiers signes de vieillissement peuvent apparaître à partir d’environ 25 ans. Au cours du processus d’amincissement de la peau, la fonction de barrière cutanée et la protection naturelle diminuent progressivement. La masse et la souplesse du collagène diminuent également à un rythme d’environ 1% par an.

4/ Peau âgée (entre 60 et 70 ans)

• La capacité naturelle de la peau à produire des lipides est réduite, associée à une diminution continue de la production de collagène, entraînant une sécheresse, une déshydratation et des rides profondes.
• La régénération de la peau ralentit et devient de plus en plus fine, entraînant une perte d’élasticité. La cicatrisation des plaies est également altérée. 

À partir de l’âge de 70 ans, la fonction immunitaire de la peau commence à décliner, la rendant plus vulnérable aux infections potentielles.

A et A’ : Stratum Corneum

B et B’ : Epiderme

C et C’ : Derme

Pourquoi l’AFM ?

BioMeca utilise la Microscopie à Force Atomique (AFM) pour suivre tout changement des propriétés biomécaniques liées au vieillissement de la peau et peut capturer des images topographiques à haute-résolution d’une zone locale. L’AFM permet d’établir les différences entre les fibroblastes isolés d’une peau saine à 30, 40 ou 60 ans. Les résultats obtenus par l’AFM démontrent clairement qu’il existe une corrélation entre l’âge de la peau et l’élasticité des fibroblastes, mettant en évidence l’utilisation de l’élasticité cellulaire comme biomarqueur potentiel du vieillissement de la peau au niveau cellulaire.

BioMeca suggère fortement l’utilisation de l’AFM afin de mesurer les propriétés mécaniques des cellules individuelles, ce qui peut fournir une nouvelle méthode cytologique alternative pour caractériser le vieillissement cellulaire et renforcer l’effet anti-âge des ingrédients actifs.

Les paramètres biomécaniques de la peau changent au cours d’une vie. Durant le processus de vieillissement, la peau devient plus fine, plus rigide, moins tendue et moins souple, réduisant ses fonctions de protection contre toutes blessures mécaniques. Le vieillissement de la peau s’accompagne de diverses altérations épidermiques, dermiques et sous-cutanées, notamment des changements de volume, de la fonction barrière cutanée et des propriétés mécaniques.

Les études sur le comportement mécanique de la peau humaine contribuent de manière significative à quantifier l’efficacité de divers produits dermatologiques, mais aussi à détecter les maladies de la peau et à planifier les interventions chirurgicales et dermatologiques.