Les céramides et la réparation d'une barrière cutanée endommagée

Comprendre ce que signifie réellement la réparation de la barrière cutanée à travers le modèle « magasin traditionnel »

Parcourez votre liste de courses pour les soins de la peau, et vous constaterez que les céramides sont omniprésentes. Elles figurent dans les crèmes réparatrices de barrière cutanée, les sérums régénérants et les crèmes hydratantes d'urgence saisonnières. Aujourd'hui, les céramides sont devenues quasiment synonymes de réparation de la barrière cutanée.

Cependant, connaître le nom ne signifie pas comprendre réellement ces molécules. Pourquoi les céramides sont-elles devenues un ingrédient clé de la réparation de la barrière cutanée ?

Dans la structure « brique et mortier » de la couche cornée, les cornéocytes jouent le rôle des « briques », tandis que les céramides, le cholestérol et les acides gras libres constituent le « mortier » intercellulaire. Ces trois composants agissent ensemble, mais chacun a un rôle distinct [1] :

Céramides : Ils jouent un rôle primordial dans l'assemblage des structures lamellaires lipidiques et sont des composants essentiels de la barrière cutanée.

Cholestérol : Régule la flexibilité des lipides et contribue au maintien de l'élasticité membranaire.

Acides gras libres : Contribuent à établir et à maintenir l'environnement légèrement acide de la surface de la peau.

Si les céramides, le cholestérol et les acides gras libres sont tous des composants essentiels de ce « mortier », pourquoi les céramides sont-elles devenues l’élément central de la réparation de la barrière cutanée ? La réponse réside dans leur proportion au sein des lipides de la couche cornée et dans les différences entre les sous-classes de céramides.

01. Près de 50 % : Pourquoi les céramides sont un composant essentiel de la barrière cutanée

Dans les lipides intercellulaires de la couche cornée humaine saine, les céramides représentent environ 40 à 50 % du total, le cholestérol environ 25 %, les acides gras libres environ 15 % et les autres lipides environ 10 %.

Composition des lipides intercellulaires dans la couche cornée humaine saine [1] :

Cependant, cette proportion de près de 50 % ne représente que la teneur totale en céramides. La peau humaine contient au moins 12 sous-classes de céramides, dont les NP, AP et EOP. [2] Les différences au niveau des bases sphingoïdes, de la longueur des chaînes d'acides gras et des profils d'hydroxylation déterminent les rôles distincts de chaque sous-classe.

Céramide NP : Composant essentiel du système barrière cutané. Il contribue à renforcer la cohésion entre les cornéocytes et à consolider la barrière cutanée physique.

Céramide AP : Composant impliqué dans la régulation de l’hydratation. Il contribue à maintenir l’hydratation de la peau et à préserver le renouvellement normal de la couche cornée ainsi que son équilibre hydrique.

Céramide EOP : Composant d’ancrage structurel. Son acide gras ω-hydroxy à très longue chaîne peut se lier de manière covalente aux cornéocytes, contribuant ainsi à améliorer la stabilité mécanique et l’intégrité structurelle de la peau.

Les mesures cliniques indiquent que la peau dont la fonction barrière est altérée, comme celle des personnes atteintes de dermatite atopique, peut présenter non seulement une réduction de la teneur totale en céramides, mais aussi des diminutions de sous-classes spécifiques et des déséquilibres dans les proportions relatives des différentes sous-classes.

Cela met en lumière une idée fausse courante dans la formulation des soins de la peau : l’ajout de céramides à une formule ne signifie pas nécessairement que la barrière cutanée a été efficacement réparée.

La structure moléculaire de l'ingrédient, notamment la longueur de sa chaîne carbonée et sa compatibilité avec les lipides naturels de la peau, détermine s'il peut s'intégrer au « mortier » intercellulaire de la barrière ou simplement former un film occlusif temporaire à la surface de la peau.

02. Similitude structurale naturelle : pourquoi les structures moléculaires biocompatibles sont importantes

Les céramides de différentes sources peuvent présenter des différences significatives dans leurs propriétés et leurs caractéristiques structurelles.

Extraction à partir de matières végétales ou animales : La composition obtenue peut être complexe, ce qui rend difficile la reproduction précise de la structure des sphingolipides de la couche cornée humaine. La variabilité d’un lot à l’autre peut également être importante, et la production à grande échelle peut présenter certaines limitations. [3]

Synthèse chimique traditionnelle : La structure stéréochimique du produit cible peut ne pas correspondre entièrement à celle des sphingolipides humains naturels, et des sous-produits indésirables peuvent être générés.

Analogues de céramides : leur structure moléculaire est simplifiée. Bien qu’ils puissent avoir un effet hydratant, leur structure reste différente de celle des céramides naturellement présents chez l’humain.

Viablife développe des céramides grâce à la biologie synthétique et à l'ingénierie métabolique. Les chercheurs utilisent des levures modifiées et des sources de carbone renouvelables, comme le glucose, pour simuler les réactions enzymatiques qui se produisent dans la peau humaine.

Le procédé commence par la production de précurseurs biocompatibles, tels que la phytosphingosine. Ces précurseurs subissent ensuite une biotransformation, un raffinement et une purification pour produire des céramides dont la structure est très similaire à celle des lipides présents dans la couche cornée humaine.

Pour les développeurs de formulations, l'importance pratique de cette technologie est claire : les céramides structurellement similaires peuvent être en mesure de se répartir et de s'intégrer dans les espaces entre les cornéocytes après application, participant à l'assemblage du « mortier » lipidique lamellaire plutôt que de rester uniquement à la surface de la peau sous forme de film huileux.

La barrière cutanée n’est pas un système isolé : la relation bidirectionnelle entre les céramides et le film hydrolipidique

Le choix de céramides aux structures moléculaires biocompatibles n'est qu'une première étape. La barrière cutanée n'est pas un système clos et isolé ; elle est étroitement liée au milieu légèrement acide de la surface de la peau. Les céramides et le pH cutané entretiennent une relation protectrice réciproque.

La peau saine maintient généralement un pH de surface d'environ 4,5 à 5,5, soit légèrement acide. Nombreux sont ceux qui savent que le film hydrolipidique contribue au maintien du microbiome cutané, mais on oublie souvent son influence directe sur la synthèse des céramides par la peau. [4]

Deux enzymes clés de la couche cornée sont la β-glucocérébrosidase et la sphingomyélinase acide. Leur activité optimale se déroule dans le milieu acide physiologique normal de la peau. Ces enzymes transforment les précurseurs lipidiques en céramides fonctionnels, contribuant ainsi à la formation du « mortier » intercellulaire de la barrière cutanée.

L'utilisation fréquente de nettoyants pour le visage très alcalins peut augmenter le pH cutané et inhiber l'activité de ces enzymes. Par conséquent, la production naturelle de céramides par la peau peut diminuer, ce qui risque d'affecter sa capacité de réparation endogène.

Cette relation fonctionne dans les deux sens. Un apport adéquat en céramides peut également contribuer à maintenir la stabilité du milieu acide de la peau. [5]

Des expériences in vitro ont montré que :

À un pH de 5,5 (un environnement acide physiologique) : les mélanges de céramides peuvent s'assembler en structures denses et multilamellaires.

À pH 7,4 (milieu neutre) : les structures lamellaires se désorganisent, ce qui rend difficile la formation de membranes multicouches denses. La protection barrière diminue significativement et la perte insensible en eau (PIE) augmente considérablement.

L'essence des soins de la peau réside dans le respect des processus physiologiques propres à la peau.

Une réparation efficace de la barrière cutanée ne se résume pas à l'ajout d'un ingrédient populaire. Elle nécessite une combinaison appropriée de sous-classes de céramides, des structures moléculaires naturellement similaires capables de s'intégrer aux structures lipidiques intercellulaires, et un environnement doux et légèrement acide qui favorise l'activité des enzymes réparatrices naturelles de la peau.

Pour les marques de soins de la peau et les développeurs de formulations, l'approvisionnement en matières premières de céramides présentant des structures bien définies, une pureté élevée et une qualité de production constante constitue un fondement important pour le développement de produits de soins de la peau axés sur un soutien fiable de la barrière cutanée.

Références

[1] Bouwstra JA, Ponec M. La barrière cutanée à l'état sain et malade. Biochimica et Biophysica Acta. 2006;1758(12):2080-2095.

[2] Holleran WM, Takagi Y, Uchida Y. Sphingolipides épidermiques : métabolisme, fonction et rôles dans les troubles cutanés. FEBS Letters. 2006;580(24):5456–5466.

[3] Murakami S, Shimamoto T, Nagano H, et al. Production de céramide-NS humain par ingénierie métabolique à l'aide de la levure Saccharomyces cerevisiae. Scientific Reports. 2015;5:16319.

[4] Baker P, Huang C, Rade R, et al. Fonction de barrière cutanée : l'interaction des propriétés physiques, chimiques et immunologiques. Cells. 2023;12(23):2745.

[5] Nováková A, Ságratová I, Pullmannová P, et al. Un pH acide est nécessaire à l'assemblage multilamellaire des lipides de la barrière cutanée in vitro. Journal of Investigative Dermatology. 2021;141(8):1915–1921.