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II- Leurs effets sur l'organisme 

A) Les UV et la vitamine D

1.Présentation de la vitamine D

     

      Durant la Révolution Industrielle de Londres au le XXème siècle, la capitale est frapoée d'une épidémie de rachitisme, en 1918 Sir Edward Mellanby réussit à démontrer que la source de cette maladie provient d'une carence nutritionnelle. En 1922 le docteur McCollum approfondit les recherches de Sir Edward Mellanby, isole le calciférol qu'il nommera Vitamine D. Mais ce sont deux universités américaines qui découvrirent que la lumière du soleil était source de vitamine D. En effet les habitants manquaient de vitamine D, cette carence était due au smog dense qui recouvrait Londres et les privaient donc des rayons ultraviolets du soleil. La vitamine D est essentielle à l'Homme mais ses formes les plus importantes sont la vitamine D2 appelée ergocalciférol trouvée dans les plantes et la vitamine D3 appelée cholécalciférol dont les sources alimentaires sont uniquement animales et qui provient des rayons UV du soleil.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                    

 

 

                                               Formule topologique de la vitamine D2 appelée ergocalciferol

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                               Formule topologique de la vitamine D3 appelée cholécalciférol

 

      La vitamine D alias la vitamine solaire est synthétisée au niveau de la peau par notre organisme sous l'effet des rayons UV du soleil ; c'est l'heliothérapie. La source de rayons UV est donc très variable selon l'exposition du soleil.        

      La formation de la vitamine D3 se fait à partir de dérivés de cholestérol présents dans l'organisme, la source est variable selon l'épaisseur et la pigmentation de la peau. La production de vitamine D stimulée par les rayons UV est indispensable à l'organisme. Les rayons acroient l'absorption du calcium et du phosphore qui sont présents dans les aliments, dans l'intestin ainsi que dans leur réabsorption par les reins. La vitamine D soluble dans les graisses (liposoluble) sont synthétisées dans l'organisme lorsque des groupes de lipides appelés stérols migrent vers la peau et sont transformés sous l'effet des rayons UV.

      Il suffit de trois expositions par semaine de cinq à quinze minutes aux rayons du soleil (au niveau des bras, des mains et du visage) pour garder des concentrations de vitamine D élevées. Par contre les personnes de peau plus foncées ont besoin d'un temps d'exposition beaucoup pus élevée pour synthétiser la même quantité de vitamine D Quand l'intensité des rayons UV est élevée, des périodes encore plus courtes d'expostion suffisent. Cependant des carences en vitamine D subsistent ; par exemple chez les personnes âgées ne sortant pas.

 

2.Les effets bénéfiques des UV

     

     

      Les UV indispensables à l'Homme sont utilisés pour prévenir et guérir de nombreuses dermatoses à l'aide d'UV-Thérapie.

 

   -Le Rachitisme : Le rachitisme est une maladie de la croissance observée chez l'enfant et l'adolescent, cette maladie est causée par un taux de vitamine D insuffisant (synthétisée majoritairement grâce aux UV) et cause un durcissement des os dans les zones à croissance rapide mais touche aussi la minéralisation et le développement des dents et de la dentine (tissu interne de la dent). Pour prévenir cette maladie il est recommandé de passer beaucoup de temps à l'air libre surtout en été où l'exposition au soleil suffit nettement à la synthèse de la vitamine D. Néanmoins en hiver elle doit être complétée par le biais de l'alimentation ; le beurre, le fromage, le hareng, le saumon...

   -Le Psoriasis : C'est une maladie non contagieuse inflammatoire provoquée par un renouvellement accéléré des cellules qui se procède normalement en vingt-huit jours. Cette affection dermatologique se traduit par l'apparition de plaques rouges étendues sur le corps et favorisée par l’hérédité donc une prédisposition génétique mais aussi les facteurs de l'environnement comme le stress, le traumatisme, le choc émotionnel, le tabac et la consommation d'alcool. Pour diminuer les symptômes de cette maladie on peut administrer au patient la PUVA-Thérapie.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

   -Le Vitiligo : Le vitiligo est une pathologie qui est caractérisée par l'apparition de plaques blanches indolores et non contagieuses qui correspondent à l'absence de mélanine, un pigment fabriqué dans les cellules de la peau et qui nous protègent des rayons UV. Il existe deux formes de vitiligo, le vitiligo vulgaire dans lequel les plaques sont nombreuses et symétriques, ce vitiligo peut progresser au fil du temps. Et le vitiligo segmentaire où la dépigmentation est localisée dans une seule partie du corps. Le vitiligo est causé par la destruction de mélanocytes, là où la mélanine est produite. Le vitiligo peut se traiter à l'aide de rayonnements à UV-B mais aussi par PUVA-Thérapie.

   -Le Lupus Vulgaire :  Le lupus vulgaire est une maladie auto-immune relativement rare. Il y a un développement de cellules auto agressives qui produisent des anticorps contre les tissus de leur propre organisme. Ce phénomène engendre une inflammation chronique qui entraîne des inflammations chroniques au sein du cerveau, des reins, des articulations.

         

 

 

 

 

 

 

 

                                                              Parties du corps où l'on peut trouver le lupus vulgaire

 

B) Les UV-Thérapies

 

1.La PUVA-Thérapie

 

      La PUVA-Thérapie est un traitement médical qui associe la prise de psoralène et une exposition aux rayonnements ultra-violets de type A (300-400 nm), la « photothérapie Â». Il existe plusieurs sortes de PUVA-Thérapie comme la PUVA-Therapie par voie orale ou la balnéothérapie. Elle est administrée aux personnes atteintes de psoriasis, lucite, vitiligo ainsi que de troubles pigmentaires. Les doses de UV-A sont progressivement croissantes. 

 

La PUVA Thérapie par voie orale

     

      Il est strictement interdit de consommer de l'alcool ou de fumer avant la séance. Avant que le patient soit exposé aux rayonnements UVA (300 à 400 nm), il doit prendre du psoralène. Pendant que le patient s'expose aux UV le psoralène pénètre dans tous les organes. Il doit y avoir un intervalle de 48 heures minimum ente les traitements et on ne peut pas faire plus de trois séances par semaines. Dès la prise du médicament le patient ne peut sortir qu'avec des vêtements très couvrants et des lunettes de soleil. Il ne peut pas appliquer de produits locaux ou cosmétiques sur les plaques de la dermatose ni sur le reste de la peau. Durant la séance le port de lunettes solaires est obligatoire et le patient est exposé nu aux rayons ultraviolets pendant une vingtaine de minutes. Après la séance il peut subsister des effets secondaires donc il est impératif d'informer le médecin de la survenue d'un coup de soleil ou de démangeaisons. Suite à la séance et pendant les six heures suivantes il ne faut pas s'exposer à un rayonnement UV naturel ou artificiel et il est impératif de sortir avec des vêtements couvrants et des lunettes-coques à écran rouge et noir.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La PUV-A Thérapie par Balnéothérapie

 

      Le patient immerge un segment de bras ou son corps entier dans une solution aqueuse de psoralène ensuite suit une exposition aux UV-A pendant vingt minutes. L'immersion dans le bain dure quinze minutes et l'eau doit avoir une température de trente-sept degrés Celsius. Le psoralène est dilué dans l'eau. L'avantage de cette balnéothérapie est une très bonne absorption du psoralène par la peau, la dose d'ultra-violets est ainsi plus faible. Pour éliminer le psoralène il suffit d'effectuer un rinçage.

 

La PUV-A Therapie locale

 

      On applique sur des zones précises des huiles et des pommades contenant du psoralène atteignant le sang en petites quantités.

 

    Composition du Psoralène : Le psoralène (vendu sous le nom de Mpsoralen en pharmacie) est une substance extraite photo-sensibilisante de la bergamote, elle est utilisée dans le traitement des maladies dermatologiques. Elle augmente la sensibilité de la peau aux rayonnements ultra-violets. Le psoralène est un isomère du furocoumarine (issu d'une fusion du noyau composé de furane et de coumarine). Le psoralène doit être pris deux heures avant la séance d'exposition aux UVA avec un peu de lait et de nourriture. Pendant que le patient s'expose aux UV le psoralène pénètre dans tous les organes. Il doit y avoir un intervalle de 48 heures minium entre les traitements et on ne peut pas faire plus de trois séances par semaines.

 

    Caractéristiques du produit :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                         Formule Topologique du Psoralène

 

      La chimie organique est la chimie des composés de carbone, outre les atomes de carbone C, le squelette carboné de ces molécules contient la plupart du temps des atomes d'hydrogène H.

      De nombreuses espèces colorées contiennent des molécules contenant elle-même des liaisons conjuguées ; ce sont des molécules organiques colorées. Les systèmes conjugués contenant moins de huit double liaisons conjuguées absorbent dans les rayons ultraviolets et apparaissent incolores à l’œil humain.  La molécule de psoralène contient six liaisons conjuguées donc elle absorbe les rayons UV. Dans la molécule du psoralène ci-dessus :

   -Seules les doubles liaisons 2, 3, 4 et 5 sont conjuguées, séparées à chaque fois d'une liaison.

   -Entre les doubles liaisons 1 et 4 deux liaisons simples sont contiguës.

      Le psoralène isomère du furocoumarine issu de la fusion de la coumarine et du furane présente la même structure cyclique de la lactone caractérisée par une forme cyclique, ainsi que la présence d'un groupe ester et de la cyclisation des acides hydroxyles.

 

 

 

 

 

                       

 

 

 

                                                                     

                                                                  Formule topologique de la Coumarine

 

 

 

 

 

 

           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      Il y a aussi une autre forme de PUVA-thérapie, c'est une balnéopuvathérapie, au cours de cette thérapie un dérivé du psoralène (le trimethylpsoralen) est dilué dans l'eau du bain dans lequel le patient s’immerge pendant dix à quinze minutes. Le patient peut aussi subir une douche contenant du psoralène pour ensuite s'exposer aux rayons UV-A ou une application locale de pommades dans les zones atteintes du corps.

 

 

 

 

 

 

 

                                           

                                           Formule Topologique du trimethylpsoralène

   

      Le Trimethylpsoralène est un dérivé du psoralène qui contient :

   -Trois groupes méthyl -CH3

   -Six liaisons conjuguées

   -Cinq liaisons doubles conjuguées.

 

Le psoralène : un agent mutagène

 

      Les chromosomes sont contenus dans le noyaux des cellules eucaryotes, chaque chromosome est principalement composé d'une molécule d'ADN (Acide Désoxyribo Nucléique) qui est sous la forme d'une double-hélice composée de deux chaînes de nucléotides ; qui contient lui-même une molécule de sucre, un groupement phosphate et une base azotée. Ces nucléotides sont nommés A, T, G et C.

   A => Adénine

   T => Thymine

   C => Cytosine

   G => Guanine

La structure de l'ADN est universelle.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                           

                                                                         

 

                                                                           La répartition des nucléotides le long d'un fragment d'ADN

 

      Le psoralène est un mutagène, il s'intercale dans l'ADN, il forme des liaisons covalentes avec les nucléotides Thymines (C5N20H6) provoquant ainsi des apoptoses ; c'est-à-dire le suicide d'une cellule ou la mort cellulaire programmée.

 

 

2.La PUVB-Thérapie

 

      Il existe une autre UV Thérapie c'est la PUVB-thérapie qui correspond à un autre spectre utilisé le plus souvent avec des lampes TL01, elle ne nécessite pas la prise d'un médicament. Elle présente les mêmes instructions que celles de la PUV-A Thérapie.

 

C) Les effets nocifs des UV sur l'organisme

 

      Des erreurs spontanées et rares surviennent lors de la réplication de l'ADN, la fréquence de ces erreurs est augmentée par la fréquence des agents mutagènes comme le rayonnement UV. Les mutations se déclenchent le plus souvent lors de la réplication de l'ADN. Lorsque les mutations surviennent dans des cellules somatiques c'est-à-dire non reproductrices, la modification reste localisée dans les cellules filles ou alors un clone de la cellule mutée. Si elles se déroulent dans les cellules germinales c'est l'organisme entier nouveau qui sera concerné. C'est alors une mutation somatique qui est à l'origine du cancer. Les rayons ultraviolets émis par le soleil ou artificiellement sont principalement absorbés (absorption d'un photon) par des nucléotides de l'ADN, les UV provoquent la formation de radicaux libres qui interagissent avec l'ADN ; ce sont des agents mutagènes. Les UVB stimulent la formation de liaison covalentes entre deux nucléotides T successifs, dimères qui entraînent la modification de la structure de l'ADN et perturbe le fonctionnement normal de l'ADN polymérase au moment de la réplication.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mutation au sein de l'ADN créant des dimères de type T=T

 

1.La PUVA-Thérapie

 

      Les UV-thérapies utilisées de nombreuses fois à des fins médicales pour lutter contre les dermatoses sont efficaces dans la plupart des cas mais présentent de nombreux effets secondaires et indésirables.

      Après la séance d'une PUVA-Thérapie par voie orale, la prise de psoralène peut provoquer des nausées et vertige et il est nécessaire de se protéger les yeux par le port de lunettes solaires car il y a un grand risque de conjonctivite ou même de cataracte. Et il est interdit au patient de s’exposer au soleil durant les huit heures qui suivent l'exposition. La répétition de séances peut augmenter le risque de cancer de la peau c'est pour cela qu'il est recommandé au patient de ne pas dépasser les 200 à 250 séances de photothérapie et est formellement interdit aux femmes enceintes et aux enfants. Le risque de cancer de la peau peut persister des années après les irradiations et il est conseiller de faire des contrôles médicaux réguliers.

 

2.Le cancer de la peau

 

      L'exposition aux rayonnements UV est l'une des principales causes des cancers de peau, ce facteur environnemental augmente les risques de cancers cutanés comme les carcinomes basocellulaires, épidermoïdes et mélanomes. C'est la modification des cellules entraînées par le rayonnement des UVA qui provoque des mutations au sein des cellules somatiques donc l'apparition de ces cancers. Le plus souvent ils ne provoquent ni désagrément ni sensation de brûlure ; c'est ce qui les rend extrêmement dangereux. Le mélanome, la forme agressive a vu son nombre de cas tripler entre 1980 et 2005 et selon le Centre National de Recherche sur le Cancer au moins 70% des mélanomes seraient dus à l’exposition aux rayonnements UV qu'ils soient naturels ou artificiels. Il se situe au neuvième rang des cancers les plus fréquents en France avec 7401 cas estimés en France et 1401 décès en 2005. L’exposition solaire est signe de bonne santé et atout esthétique dans les sociétés occidentales cependant il est recommandé de réguler le temps et la fréquence d’exposition qui est corrélée à un grand risque de cancer. Les UVA produisent une pigmentation immédiate qui dure peu et disparaît en quelques heures, leur pénétration profonde des tissus jusqu'au derme détruit les fibres élastiques et le collagène, ce qui entraîne un relâchement des tissus et une perte de fermeté de la peau ainsi que l'apparition des rides.

 

Le mélanome malin:

 

      Le mélanome est un cancer de la peau provoqué par des caractéristiques génétiques et personnelles et au comportement de la personne atteinte par rapport aux rayonnements des UV. Le mélanome prend naissance dans les mélanocytes: cellule épithéliale de l’épiderme responsable de la pigmentation de la peau, peut devenir cancéreux et se multiplier de façon incontrôlée. Le résultat de cette multiplication est le mélanome. Il est dangereux car il est indolore et provoque des métastases vers des organes autre que la peau. Il peut se développer en quelques semaines, quelques mois ou même prendre plusieurs années pour faire son apparition. Le mélanome est caractérisé par un grand nombre de grain de beauté, plus fréquents chez les populations à peau claire, yeux bleus blonds et roux alors qu'il est dix fois moins importants chez les personnes de couleur de peau non blanche. Dans 80% des cas le mélanome se manifeste par l'apparition d'une tache pigmentée sur la peau saine et dans 20 % des cas il se manifeste par la modification de couleur ou de taille d'un grain de beauté. Le mélanome peut se situer sur n’importe quelle partie du corps y compris sur le cuir chevelu, chez l'homme il est localisé en général sur le dos et chez les femmes on peut l'observer généralement sur les jambes. La prévention du mélanome se caractérise par l'apparition d'une lésion cutanée noire et celles qui respectent la règle ABCDE.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                    A => Asymétrique

                                                                            B => Bords irréguliers

             C => Coloration non homogène

                D => Diamètre supérieur à 6 mm

                                                                                     E => Ã‰volutif

 

      Si au cours de la biopsie le caractère observé semble respecter les cinq normes ABCDE, il faudra effectuer une chirurgie qui permettra de retirer les cellules cancéreuses. L'intervention chirurgicale peut être complétée par une immunothérapie, la chimiothérapie et la radiothérapie peuvent être utilisés. Le choix de traitement dépend du type de mélanome, de son stade lors du diagnostic et de l’état du patient. Les traitements ont pour objectif de guérir le cancer et supprimer toutes les cellules cancéreuses, empêcher le développement et la propagation du cancer ainsi que les récidives. Le mélanome se distingue par plusieurs stades.

   -Stade I et II, mélanome localisé.

   -Stade III, mélanome avec atteinte des ganglions lymphatiques ou présence de métastase en transit.

   -Stade IV, mélanome avec métastase à distance.

Attention le mélanome peut aussi apparaître sur l’œil.

 

Le carcinome:

 

      Le carcinome est un cancer qui se développe à partir d'une cellule épithéliale, ce cancer possède un taux de mortalité très faible (1/1000) et un risque métastatique faible néanmoins sans intervention chirurgicale rapide le carcinome, le carcinome a un grand potentiel invasif local qui peut entraîner une destruction cellulaire importante. Le plus souvent le carcinome apparaît chez les personnes âgées entre 45 et 60 ans, ce cancer ne dépend pas du genre de la personne il peut très bien apparaître chez les hommes et les femmes. Le carcinome se distingue sous deux formes :

   -Le carcinome basocellulaire, est le plus fréquent des cancers de l'espèce humaine, on détecte 42 000 cas par an en France, ils ne donnent pas de métastase et la guérison n'est obtenue que par l'ablation du carcinome.

   -Le Carcinome épidermoïde, est un cancer moins fréquent qui apparaît sur des peaux déjà porteuses de lésions précancéreuses, il est localisé sur les régions découvertes, peut évoluer très rapidement et comme le basocellulaire, le traitement est l'ablation du carcinome. Cependant il y a possibilité de métastase ganglionnaires.

      Les facteurs de ces cancers sont évidemment la couleur de la peau, les grains de beauté, les antécédents familiaux ou personnels et bien sur le comportement face aux rayons UV :

   -De nombreux coups de soleils

   -Exposition volontaire sans protection, usage des cabines à UV.

   -Mais aussi la vie à l’extérieure, exposition professionnelle (professeur de sport, marin, jardinier, agriculteur).

 

3.Les coups de soleil et le vieillissement accéléré

 

Les coups de soleil:

 

      Les UVB sont très dangereux surtout entre 12 et 16h lorsque le soleil est situé au « zénith Â», en cas de surexposition ils provoquent des réactions inflammatoires, des brûlures pouvant aller au troisième degrés. La brûlure correspondant premier degrés est le coup de soleil. Il y a peu les scientifiques ont découvert par le biais de plusieurs expériences le mécanisme d'un coup de soleil. Dans le noyau des cellules des petites molécules d'ARN non codantes s'altèrent sous l'effet des UV B, ces petites molécules d'ARN particuliers se fixent à des récepteurs conduisant la cellule à produire des facteurs inflammatoires. Cette inflammation contribue à éliminer les cellules endommagées par les UVB ce qui mène vers une cicatrisation. C'est un mécanisme de défense de l'organisme. Les rougeurs sont dues à la dilatation des vaisseaux sanguins provoquées par la libération de molécules par les cellules de la peau. L'intensité des rayons UV tuent la plupart des cellules superficielles de la peau c'est-à-dire l'épiderme. La peau prend une coloration rouge dans les huit à vingt-quatre heures suivant l'exposition, les coups de soleil sont douloureux, ils peuvent provoquer l'apparition de cloques.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vieillissement accéléré:

 

      L'exposition solaire favorise le vieillissement accéléré de la peau, les UVB stimulent la prolifération des cellules dans l'épiderme qui va s'épaissir. Les UVA pénètrent dans les couches profondes de la peau, ce qui casse le tissu conjonctif et fait perdre à la peau son élasticité, les conséquences sont les rides, les poches et les affaissements.

 

 

4.Les effets des UV sur l'oeil

 

      L’œil est le seul organe permettant la pénétration de la lumière visible, les UV peuvent donc atteindre tous les tissus de l’œil. Il possède trois enveloppes, la sclérotique, la choroïde et la rétine photosensible. Les rayonnements des UV peuvent avoir comme effet sur l’œil ; la cataracte, l'ophtalmie, la photo kératite et la Photo conjonctivite. Les UV-A sont plus dangereux car ils atteignent le cristallin chez l'adulte et la rétine chez l'enfant et les UV-B atteignent la cellule de la cornée et du cristallin.

      La photo kératite est une inflammation de la cornée tandis que la photo conjonctivite est une inflammation de la conjonctivite. Malgré le fait qu'elles soient très douloureuses, ces inflammations sont réversibles et n'aggravent en rien la vision à long terme. La cécité des neiges est une forme extrême de la photo kératite, elles touchent principalement les alpinistes et les skieurs soumis à une forte intensité du rayonnement UV lié à une haute attitude et au fait que la neige fraîche peut réfléchir jusqu'à 85% des rayons UV incidents. Les valeurs extrêmes de ce rayonnement tuent les cellules externes du globe oculaire ce qui provoque la perte de la vision.

      La cataracte, une des principales causes de cécité dans le monde est largement favorisée par l'exposition aux UV-B, elle entraîne une baisse progressive de la vue pouvant aller jusqu'à la cécité, le cristallin de l’œil s’épaissit, perd de sa souplesse et s'opacifie. La cataracte se traite chirurgicalement.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Xeroderma Pigmentosum:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                              Enfants portant des combinaisons les protégeant des rayons UV

 

      Le Xeroderma Pigmentosum est une maladie rare d'origine génétique qui se traduit par l'apparition de nombreuses tâches brunes sur la peau (causée par la mort des cellules) et de cancers de la peau (lié à l'accumulation des mutations), elle est caractérisée par une hypersensibilité de la peau face aux rayons ultraviolets, les individus atteints subissent des brûlures aux yeux, des dommages sur la peau à la suite d'une simple exposition au soleil ou d'une lampe inadaptée. Il n'existe à l'heure actuelle aucun traitement de cette maladie.
      Chez les individus atteints de cette maladie, les cellules de l'épiderme perdent le contrôle de leurs divisions et se multiplient rapidement jusqu'à former des tumeurs cancéreuses (carcinomes basocellulaires). Les sujets présentent très tôt leur premier cancer à l’âge de 10 ans. Les rayons UV du soleil sont des agents mutagènes mais le plus souvent les mutations sont habituellement réparées par un système enzymatique de réparation. Les cellules possèdent plusieurs systèmes enzymatiques de réparation, ces enzymes exercent leur action au cours de la réplication de l'ADN, l'erreur est repérée et signalée par une enzyme parcourant l'ADN. Une autre enzyme coupe un fragment du brin d'ADN comportant l'erreur, l'ADN polymérase remplace alors les nucléotides par complémentarité des brins.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      Chez l'individu atteint du Xeroderma Pigmentosum les mutations causent l'inactivité de différents gènes et ce sont ces mutations qui sont à l'origine de la maladie car ces différents gènes sont ceux qui dirigent la synthèse d'une enzyme essentielle au fonctionnement d'un système de réparation de l'ADN.

 

Lycée Marcelin Berthelot

 

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