Biologie du coup de soleil : un « aléa estival » aux conséquences potentiellement lourdes

Soline Estrach, Inserm et Chloé Feral, Inserm

On sous-estime en permanence l’importance de notre peau. Support de nos interactions sociales, organe du toucher, clef de notre thermorégulation, première barrière protectrice contre les attaques extérieures (chimiques, pathogènes, UV) et contre la déshydratation… Les services qu’elle nous rend sont légion, et la moindre de ses atteintes est à considérer avec sérieux. Notamment l’une des plus courantes, aux effets sous-estimés eux aussi : le coup de soleil.

Pour comprendre toutes les conséquences de ces rougeurs douloureuses, revenons à la biologie de notre peau – sa structure, mais aussi les effets des rayonnements reçus.

Une peau, trois compartiments

Notre peau est constituée de trois compartiments, dont le plus externe est l’épiderme. Celui-ci est constitué de plusieurs couches de cellules superposées où s’insère plusieurs types d’« annexes », comme les glandes sébacées, responsables de la sécrétion de sébum (une substance huileuse constituée de lipides) et les follicules pileux qui produisent les poils et les cheveux. Ses cellules principales sont les kératinocytes et de mélanocytes, qui sont responsables de la protection vis-à-vis des ultraviolets (UV) grâce à la production d’un pigment, la mélanine.

Le second compartiment de la peau est le derme. Ce tissu est situé sous l’épiderme, qu’il soutient. C’est le derme qui assure l’élasticité cutanée. Il comprend de nombreux types cellulaires comme des fibroblastes (des cellules de soutien), des cellules immunitaires, des vaisseaux sanguins et des terminaisons nerveuses ;

Enfin, l’hypoderme et le compartiment de la peau le plus profond. Très vascularisé, il est essentiellement composé de cellules de stockage des graisses, les adipocytes, qui régissent la thermorégulation.

Catégories d’UV et pénétration de la peau

Une catégorie de rayonnements solaires est capable de pénétrer notre peau : ce sont les fameux ultraviolets ou UV.

Le rayonnement ultraviolet est un rayonnement invisible dont la gamme de longueurs d’onde est comprise entre 100 et 400 nanomètres (nm, soit un milliardième de mètre). On classe les UV en trois catégories, en fonction de leur longueur d’onde : les UV-A, les UV-B et les UV-C. Ces derniers sont les plus énergétiques, mais ils sont arrêtés par la couche d’ozone.

Les UV-A sont des rayonnements dont la longueur d’onde est comprise entre 315 et 400 nanomètres. Ce sont ceux qui pénètrent le plus profondément dans la peau. S’ils sont responsables du vieillissement cutané, ils contribuent en revanche peu aux coups de soleil, car l’absorption de leur énergie par l’ADN logé au cœur de nos cellules est moins efficace. Néanmoins, les UV-A stimulent la formation de radicaux libres, des molécules très réactives qui peuvent avoir des effets délétères dans l’organisme en réagissant avec d’autres composés.

Les UV-B (dont la longueur d’onde est comprise entre 280 et 315nm) traversent quant à eux la couche épidermique. Ce sont eux qui sont responsables des coups de soleil.

Gravité des coups de soleil

Il existe plusieurs niveaux de gravité des coups de soleil.

Un premier niveau de gravité est défini par une rougeur de la peau, qui apparaît entre 6 et 24 heures après l’exposition. Cette coloration est due à la dilatation des vaisseaux sanguins superficiels. Elle disparaît par une simple pression du doigt sur la peau. Ce type de coup de soleil disparaît au bout d’une semaine et entraîne une desquamation accrue : la peau « pèle ».

Un second niveau d’atteinte se caractérise par l’apparition de cloques remplies d’un liquide clair, circonscrites par une zone rouge douloureuse. Ces cloques sont le signe que le second degré de brûlure superficielle est atteint. La cicatrisation de tels coups de soleil se fait en deux semaines environ et ne laisse pas de séquelles apparentes.

Enfin, le troisième niveau est atteint si la peau sous les cloques est pâle et les lésions, peu sensibles. Il s’agit alors d’une brûlure du second degré profond avec atteinte de l’épiderme et du derme. Les terminaisons nerveuses sont endommagées et la cicatrisation sera plus longue : il faudra compter au moins 35 jours.

Conséquences biologiques immédiates

Les rayonnements UV libèrent au niveau de notre peau de l’énergie qui va y induire des dommages cellulaires. Les UV peuvent avoir divers effets sur notre organisme.

L’un de ces effets est un effet immunosuppresseur. Si s’exposer un peu au soleil permet la synthèse de vitamine D, essentielle pour l’absorption du calcium… Mais l’excès de vitamine D limite la prolifération des lymphocytes, une famille de cellules incontournables de notre système immunitaire.

Les rayons UV altèrent également le nombre et la morphologie des cellules de Langerhans. Situées dans l’épiderme, ces cellules présentent aux lymphocytes T les marqueurs pris aux cellules étrangères, afin de lancer l’alerte et déclencher une réponse immunitaire en cas d’invasion.

Les cellules de Langerhans activent également les cellules NK (Natural Killer, des lymphocytes qui jouent un rôle important dans la lutte antitumorale, antivirale et antibactérienne). Elles entraînent aussi la libération d’histamine par les mastocytes au niveau du derme, ce qui déclenche des démangeaisons.

Enfin, les UV – et plus particulièrement les UV-A – sont responsables de la formation des radicaux libres, des atomes ou molécules énergétiquement instables (en l’occurrence ici, des espèces réactives de l’oxygène ou ROS). Or, ces ROS sont capables d’endommager les macromolécules présentes dans nos cellules : lipides, protéines… et ADN.

En effet, les « briques » qui composent la molécule d’ADN absorbent bien l’énergie des rayonnements UV. Conséquence : des lésions locales se produisent sur la molécule d’ADN, ce qui entraîne la dissociation, au niveau de ces atteintes, des deux brins qui la composent. Des mécanismes de réparation sont rapidement activés pour remettre en état texte et structure de l’ADN.Quelquefois des erreurs sont commises lors de la réparation des lésions de l’ADN entraînant l’apparition de mutations ce qui aura des conséquences à long terme (voir paragraphe suivant).

À court terme, la peau pèle. C’est la conséquence du renouvellement de l’épiderme : la peau se sépare des couches de cellules mortes ou endommagées par l’exposition solaire. Il faut alors boire beaucoup, et bien hydrater notre peau.

Conséquences à long terme

Les conséquences à long terme proviennent de l’accumulation des lésions produites tout au long de la vie par les rayonnements UV. UV-A et UV-B n’ont pas, nous l’avons évoqué, tout à fait les mêmes effets? :

• Les UV-A agissent comme des photosensibilisants. Ils facilitent la formation de radicaux libres qui induisent, en s’accumulant, un stress oxydatif. Ce stress entraîne à son tour la destruction du réseau de macromolécules extracellulaires (comme les collagènes et l’élastine), constituant la charpente de la peau. La conséquence sur le temps long est le vieillissement prématuré de la peau avec apparition de taches brunes et une perte d’élasticité ;

• Les UV-B causent des lésions sur l’ADN, qui conduisent à une accumulation de mutations (des erreurs dans le texte génétique) liées à des défauts de réparation toujours plus nombreux au fil de la baisse de notre capital soleil (voir plus bas). Le développement de cancers cutanés est une des conséquences les plus connues. Il existe deux types principaux : les mélanomes et les carcinomes.

Le mélanome, issu des mélanocytes, voit son incidence augmenter de façon constante ces 50 dernières années et représente 2 à 3 % de tous les cancers. Les carcinomes, issus des kératinocytes, sont 15 à 20 fois plus fréquents que les mélanomes. Leur pronostic est bien meilleur en cas de prise en charge précoce.

Il est important de se rappeler que, même s’ils ne sont pas visibles, les dommages provoqués par les UV commencent dès le plus jeune âge. Afin de mieux appréhender ce qui se passe sous notre peau tout au long de notre vie, la notion de « capital soleil » est importante.

Le capital soleil, un concept essentiel

Selon la définition du CNRS, le capital soleil correspond au temps d’exposition aux rayons UV que notre peau peut supporter tout au long de notre vie. Il correspond à « l’ensemble des moyens de défense de la peau contre les effets néfastes du soleil ».

Le capital soleil est acquis à la naissance. Non renouvelable, il dépend du phototype de chaque individu. Au nombre de six, les phototypes correspondent aux différents types de peau, classées en fonction leur réaction aux expositions solaires, sensibilité et pouvoir de protection.

Plus la peau subit des dommages liés au soleil, et plus le capital soleil diminue – tel un réservoir dans lequel chaque exposition puise un peu. À mesure que l’on s’expose, on augmente donc les risques de lésions. Or, lorsque ces dernières ont été trop nombreuses, elles finissent par ne plus pouvoir être toutes réparées.

Il n’existe pas de formule pour calculer le capital soleil, cependant les dermatologues l’évaluent à partir de questionnaires.

Les coups de soleil ne sont pas de simples aléas de l’été. S’ils guérissent généralement rapidement en apparence, les conséquences à long terme ne sont pas anodines : notre capital Soleil n’étant pas renouvelable, il est important de bien se protéger dès l’enfance et l’adolescence.

Gare aux substances photosensibilisantes

Certains composés peuvent avoir des effets photosensibilisants. C’est notamment le cas de divers médicaments, tels que l’ibuprofène, les antibiotiques de la classe des quinolones, des tétracyclines et des sulfonamides ainsi que certains traitements contre l’hypercholestérolémie sensibilisent ainsi au soleil : même pour une exposition modérée, on peut développer des effets type coup de soleil. De plus, ces effets sont cumulatifs et dose-dépendants.

Il faut également se méfier de certains cosmétiques, notamment des crèmes à base de AHA (acides naturels extraits de sucres, de fruits ou de plantes, ainsi que le rétinol). Lorsqu’elles sont appliquées sur la peau, celle-ci se retrouve avec une sensibilité accrue au soleil. En cas d’exposition, il est donc conseillé de les employer plutôt le soir qu’en journée…

Notre vigilance par rapport au soleil doit être constante. Parmi les autres conseils à ne pas oublier : il est recommandé d’éviter de s’exposer entre 10h et 16h, de mettre de la crème solaire indice 50+ lorsque l’on se met au soleil, et d’en renouveler l’application régulièrement…

Mais les crèmes solaires ne sont pas la panacée : elles sont en effet responsables d’une pollution invisible, puisque 25000 tonnes de résidus de produits solaires rejoignent annuellement nos eaux de baignade, menaçant les écosystèmes aquatiques de toute la planète. La meilleure protection, pour nous et l’environnement, est donc le vêtement !

Soline Estrach, Chargée de recherche, Inserm et Chloé Feral, Directrice de Recherche INSERM, Inserm

Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.