L'absorption cutanée désigne le passage d'une substance appliquée sur la peau à travers les différentes couches cutanées, avec une possibilité d'atteindre la circulation sanguine et d'exercer des effets locaux ou systémiques. Ce phénomène joue un rôle important en pharmacologie, en toxicologie, en dermatologie, en cosmétologie et dans l'évaluation des risques professionnels et environnementaux.
La peau constitue une barrière biologique complexe qui limite la pénétration de nombreuses substances. La couche cornée, partie la plus externe de l'épiderme, représente la principale barrière à la pénétration cutanée. Elle est constituée de cellules mortes riches en kératine, appelées cornéocytes, intégrées dans une matrice lipidique.
Structure de la peau et absorption
La peau est principalement constituée de trois régions : l'épiderme, le derme et l'hypoderme.
L'épiderme constitue la couche externe. Sa partie la plus superficielle, la couche cornée, joue un rôle essentiel dans la protection contre les substances extérieures. Sous l'épiderme se trouve le derme, qui contient notamment des vaisseaux sanguins, des nerfs, des follicules pileux et des glandes sudoripares et sébacées.
Une substance qui traverse la barrière cutanée peut atteindre les tissus plus profonds et, selon ses propriétés et la quantité absorbée, rejoindre la circulation sanguine.
Principales voies de pénétration
Une substance peut traverser la peau par plusieurs voies :
- voie transcellulaire : elle traverse successivement les cellules de la couche cornée et les structures lipidiques qui les entourent ;
- voie intercellulaire : elle se déplace entre les cornéocytes, à travers les lipides de la couche cornée ;
- voie appendiculaire : elle emprunte les structures annexes de la peau, notamment les follicules pileux et les conduits des glandes sudoripares.
Chez la plupart des substances, la voie à travers la couche cornée constitue la principale voie de pénétration. Les voies appendiculaires représentent une fraction plus limitée de la surface cutanée, mais peuvent jouer un rôle important pour certaines molécules et dans certaines conditions.
Propriétés des substances
La capacité d'une substance à traverser la peau dépend fortement de ses propriétés physicochimiques.
Parmi les facteurs importants figurent :
- la masse moléculaire ;
- la lipophilie ;
- la solubilité dans l'eau et les lipides ;
- le degré d'ionisation ;
- la concentration de la substance ;
- la forme chimique du composé ;
- le coefficient de partage entre différentes phases ;
- la formulation utilisée pour l'application.
Les molécules suffisamment lipophiles pour interagir avec les composants lipidiques de la couche cornée peuvent généralement mieux pénétrer cette barrière. Toutefois, une lipophilie élevée n'est pas nécessairement synonyme d'une absorption systémique importante : la molécule doit également pouvoir quitter la peau et se distribuer dans les tissus sous-jacents.
Facteurs qui influencent l'absorption cutanée
De nombreux facteurs peuvent modifier la quantité d'une substance absorbée.
État de la peau
Une peau saine constitue une barrière beaucoup plus efficace qu'une peau présentant des lésions. L'inflammation, les brûlures, les coupures, certaines maladies dermatologiques ou une altération de la couche cornée peuvent augmenter la pénétration de certaines substances.
Site anatomique
L'épaisseur de la couche cornée varie selon les régions du corps. La perméabilité cutanée est donc différente d'un site à l'autre. Les régions où la couche cornée est plus fine peuvent présenter une absorption plus importante.
Surface exposée
Plus la surface cutanée exposée est importante, plus la quantité totale susceptible d'être absorbée peut augmenter, toutes choses étant égales par ailleurs.
Durée du contact
Une exposition prolongée peut accroître la quantité totale absorbée. Le port de vêtements ou de pansements occlusifs peut également modifier les conditions d'hydratation et de température de la peau et favoriser la pénétration de certaines substances.
Hydratation et température
L'hydratation de la couche cornée et la température cutanée peuvent modifier sa perméabilité. Une peau davantage hydratée peut permettre une pénétration accrue de certaines substances.
Formulation
Les crèmes, gels, pommades, lotions, solutions et autres véhicules peuvent modifier la libération et la pénétration d'un composé. La formulation peut donc avoir une influence considérable sur l'absorption d'un médicament ou d'un produit chimique.
Pénétration, absorption et effet systémique
Les termes pénétration, absorption et distribution ne sont pas synonymes.
La pénétration cutanée correspond au déplacement d'une substance dans les différentes couches de la peau. La substance peut rester localisée dans la peau sans atteindre la circulation sanguine.
L'absorption cutanée correspond au passage de la substance à travers la peau, notamment vers les tissus sous-jacents et éventuellement vers la circulation systémique.
Une substance qui atteint la circulation sanguine peut ensuite être distribuée dans l'organisme et produire des effets systémiques. L'importance de ces effets dépend notamment de la dose absorbée, de la vitesse d'absorption, de la distribution, du métabolisme et de l'élimination de la substance.
Administration transdermique des médicaments
L'administration transdermique utilise la peau comme voie d'administration afin de faire parvenir un médicament à la circulation systémique. Les systèmes transdermiques, notamment certains patchs médicamenteux, sont conçus pour libérer progressivement une substance active.
Cette voie d'administration peut présenter plusieurs avantages :
- permettre une libération relativement constante du médicament ;
- éviter le passage initial par le tractus gastro-intestinal ;
- réduire, pour certains médicaments, l'importance du premier passage hépatique ;
- faciliter l'administration prolongée de certains traitements ;
- constituer une solution pour certains patients ayant des difficultés à prendre des médicaments par voie orale.
Cependant, tous les médicaments ne peuvent pas être administrés efficacement par voie transdermique. La molécule doit notamment présenter des propriétés compatibles avec le franchissement de la barrière cutanée et pouvoir être délivrée en quantité suffisante.
Absorption cutanée et toxicologie
L'absorption cutanée constitue également une voie importante d'exposition à certaines substances chimiques. Elle peut être particulièrement pertinente dans certains environnements professionnels où des travailleurs manipulent régulièrement des solvants, pesticides, médicaments, produits industriels ou autres substances potentiellement dangereuses.
L'évaluation d'une exposition cutanée tient compte de facteurs tels que la concentration du produit, la durée et la fréquence du contact, la surface exposée, les propriétés chimiques de la substance et l'état de la peau.
Le simple contact avec une substance ne signifie toutefois pas nécessairement qu'une quantité importante sera absorbée : la capacité d'absorption varie considérablement selon le composé et les conditions d'exposition.
Absorption des produits cosmétiques et de soins
De nombreuses substances présentes dans les cosmétiques et les produits de soins sont appliquées directement sur la peau. Leur pénétration dépend de leurs propriétés chimiques et de la formulation du produit.
Dans de nombreux cas, l'objectif d'un produit topique est précisément de produire un effet local sans passage systémique important. La pénétration cutanée n'implique donc pas automatiquement une exposition systémique significative.
Métabolisme cutané
La peau n'est pas uniquement une barrière passive. Elle contient des enzymes capables de transformer certaines substances. Ce métabolisme cutané peut modifier la substance avant ou pendant son passage vers les tissus sous-jacents et la circulation sanguine.
Ce phénomène doit notamment être pris en considération dans l'étude pharmacologique et toxicologique de certaines substances appliquées sur la peau.
Évaluation de l'absorption cutanée
L'absorption cutanée peut être étudiée à l'aide de méthodes in vitro, ex vivo et in vivo. Les études expérimentales peuvent notamment utiliser des échantillons de peau afin de déterminer la vitesse et la quantité de substance traversant la barrière cutanée.
Ces données sont utilisées dans le développement de médicaments, l'évaluation toxicologique des substances chimiques et l'estimation de l'exposition humaine.
Importance clinique et toxicologique
L'absorption cutanée est un phénomène complexe déterminé par l'interaction entre les propriétés de la substance, la structure et l'état de la peau ainsi que les conditions d'exposition. Elle peut être recherchée lorsqu'un effet thérapeutique systémique est souhaité, comme dans le cas de certains médicaments transdermiques, ou constituer une voie d'exposition indésirable à des substances potentiellement toxiques.
La compréhension des mécanismes de l'absorption cutanée est donc essentielle pour concevoir des traitements efficaces, évaluer la sécurité des produits appliqués sur la peau et déterminer les risques associés à l'exposition à des substances chimiques.
Sources
- Bronaugh, R. L., & Maibach, H. I. (1999). Percutaneous Absorption: Drugs, Cosmetics, Mechanisms, Methods. CRC Press.
- Potts, R. O., & Guy, R. H. (1992). Predicting skin permeability. Pharmaceutical Research, 9(5), 663–669.
- Hadgraft, J., & Lane, M. E. (2005). Skin permeation: The years of enlightenment. International Journal of Pharmaceutics, 305(1–2), 2–12.
- Prausnitz, M. R., & Langer, R. (2008). Transdermal drug delivery. Nature Biotechnology, 26, 1261–1268.