Sujets encore tabous. 

Altérations de la transsudation muqueuse dans le cadre des atrophies vulvo-vaginales : quels sont les mécanismes impliqués ? Influence de l’acide hyaluronique.

Denis COUCHOUREL, PhD,

Directeur medical et scientifique des laboratoires Vivacy

Denis Couchourel, PhD

Introduction

En 2014, les bases de la définition du syndrome génito-urinaire de la ménopause ont été posées (Portman et al, 2014).
En substance, toute perturbation du métabolisme des hormones sexuelles peut induire une série de symptômes regroupés sous le nom de SGUM (figure 1).
Ce syndrome peut donc survenir bien évidemment à la ménopause (Nappi et al, 2014) mais aussi chez des patientes plus jeunes, particulièrement chez les femmes ayant survécu à un cancer du sein.
En effet, certains traitements qui leur sont proposés aboutissent à une déficience oestrogénique induisant une aménorrhée permanente ou non (Rosenberg et al, 2013 ; Falk et al, 2016).
Les patientes subissant des protocoles de chimiothérapie ou de radiothérapie peuvent aussi bien sûr être concernées.
Le SGUM affecte donc grandement la qualité de vie des patientes, et pas seulement physiquement.
En effet, la santé sexuelle et intime des femmes ainsi que leur estime d’elles-mêmes sont aussi largement impactés, induisant des conséquences délétères sur leur sommeil et la qualité de leur vie quotidienne (Nappi et al, 2019).
Il s’agit donc d’un problème très important à l’échelle de la population.

L’atrophie vulvo-vaginale (VVA) est une des composantes principales du SGUM (Shifren et al, 2018).

La structure même des tissus du tractus urogénital est en effet directement sous dépendance des hormones sexuelles et en particulier des œstrogènes.
La symptomatologie liée à la VVA est aussi bien caractérisée et comprend notamment les sensations de sécheresse vaginale, de brulure, d’irritation évoqués à l’échelle du SGUM (McBride et al, 2010).
Dès lors, il est intéressant de faire un point particulier sur cette VVVA car elle sous entends une altération de la synthèse et de la diffusion du mucus servant à lubrification des parois vaginales et de l’introitus.
C’est un phénomène très particulier faisant appel au processus de transsudation que nous allons détailler plus bas et qui dépends en grande partie de la capacité des tissus sous muqueux à transporter l’eau jusqu’à la surface.

Synthèse et régulation du fluide hydratant vaginal endogène.

L’importance du support hormonal sur le bon fonctionnement des tissus du tractus génital féminin est illustrée par la figure 2 :

Figure 2.Régulation des fonctions cellulaires des tissus vaginaux par les hormones sexuelles stéroïdes (I). (Traish et al, 2004).

Les œstrogènes, androgènes et progestatifs influencent des processus cellulaires particuliers en fonction du plan anatomique considéré au sein des tissus vaginaux.

  • En particulier, ces actions peuvent conduire à
  • (1) la synthèse, la sécrétion et au recaptage de neurotransmetteurs;
  • (2) la contraction des muscles lisses présents dans les parois vasculaires ;
  • (3) la perméation de l’épithélium vaginal ;
  • (4) la production autocrine ou paracrine de facteurs de croissance vasoactifs ;
  • (5) la régulation de la balance synthèse / dégradation des principaux composants des matrices extracellulaires de l’épithélium et de la lamina propria. 

La somme de ces différentes actions détermine les réponses physiologiques globales qui vont se traduire par un débit sanguin particulier, une hydratation / lubrification de la surface épithéliale efficace ou non, ou encore par une capacité à la contraction musculaire efficace ou non. 

Par conséquent, tout changement (physiologique ou pathologique) dans le support hormonal décrit dans cette figure conduira à des altérations plus ou moins importantes du fonctionnement des neurotransmetteurs, de la structure et de la composition des tissus ainsi que de la contractilité des muscles lisses.
Le flux sanguin vaginal aura donc tendance à diminuer.
Or, l’efficacité de la lubrification dépends étroitement du débit vasculaire.

Mécanisme de synthèse du fluide vaginal

Le fluide vaginal est donc produit par la paroi vaginale et n’est pas à proprement parlé une sécrétion. Il s’agit d’un transsudat.
En effet, sous l’influence de la pression artérielle, un ultrafiltrat est susceptible de se former directement à partir du réseau capillaire qui est particulièrement dense au niveau de la lamina propria.
Ces petits vaisseaux sont fenestrés permettant donc un certain niveau de ‘fuite’ et donc la formation d’un transsudat.
(figure 3, sous-types C et D).

Figure 3 : Classification des capillaires en fonction de leur degré de perméabilité.

  • (A) capillaires continus (cerveau).
  • (B) capillaires continus (muscles). Le transit de vésicules de pinocytose permet des échanges limités avec les tissus environnants.
  • (C) Capillaires fenestrés permettant des échanges plus larges.
  • (D) Capillaires sinusoïdes permettant un échange maximal. (Kobayashi et al, 2005)
Le fluide ainsi formé ‘percole’ ensuite littéralement jusqu’aux couches épithéliales superficielles et arrive ensuite à la surface.
Il est intéressant de noter que la membrane de l’épithélium vaginal limite la réabsorption du Na+ présent dans le transsudat.
Cette caractéristique crée donc une force osmotique supplémentaire permettant d’encore augmenter l’appel d’eau vers la surface épithéliale (Levin et al, 1997).
Les ions K+, Ca2+ et Cl- y sont aussi particulièrement concentrés.
Le transsudat vaginal contient en outre un grand nombre de sialoprotéines, de l’albumine, et des petites molécules comme des acides aminés du lactate et de l’urée (Levin et al, 1977 ; Levin R et al, 1978).
La quantité produite est suffisante pour humidifier la paroi vaginale et permettre le confort de la vie quotidienne.

Régulation hormonale de la production du transsudat vaginal

Le support hormonal de l’homéostasie tissulaire vaginale (figure 2) est tout particulièrement important pour le mécanisme de transsudation évoqué dans le paragraphe précédent.
En particulier, la liaison des stéroïdes sexuels sur leurs récepteurs respectifs induit une cascade signalétique complexe aboutissant à la lubrification de l’épithélium. (figure 4) 

Figure 4 : Régulation des fonctions cellulaires des tissus vaginaux par les hormones sexuelles stéroïdes (II). (Traish et al, 2004).

La fixation du ligand hormonal (œstrogènes, progestérone et testostérone particulièrement) sur leurs récepteurs spécifiques (qu’ils soient classiquement intra-cellulaires ou bien membranaires) déclenche une réponse cellulaire.

Elle peut prendre des formes variées : activation de canaux ioniques, activité mitotique, induction de la synthèse de facteurs de croissance ou de neurotransmetteurs.

Dans tous les cas, ces mécanismes hormonaux dépendants permettent au vagin d’adapter l’intensité de la transsudation, notamment lors des phases d’excitation sexuelle.

Notons que les voies de transductions décrites peuvent être non-génomiques, c’est-à-dire qu’elles peuvent être activées par l’intermédiaire de récepteurs membranaires.
Ce concept est relativement nouveau pour les hormones stéroïdiennes puisque les auteurs ont longtemps pensé que leurs actions ne pouvaient s’envisager qu’à travers leurs liaisons avec un récepteur cytoplasmique qui induisait nécessairement une synthèse protéique.
Or, ce système est par définition incompatible avec une réaction rapide à un stimulus puisque les étapes de transcription, traduction, maturation et excrétion des protéines prend du temps.
Pourtant, des effets rapides des hormones stéroïdes ont été de plus en plus fréquemment mis en évidence depuis le début des années 2000 et ces fonctions doivent maintenant être prises en compte dans le spectre des actions hormonales attendues (Schmidt et al, 2000 ; Falkenstein E et al, 2000 ; Couchourel et al, 2004).
Il est donc logique chez l’animal ovariectomisé de constater une baisse importante de la production de transsudat.
Le phénomène est pleinement réversible si une supplémentation oestrogénique intervient ensuite (Min et al, 2003).

Transport du transsudat à travers l’épithélium vaginal

Le transport des fluides aqueux à travers la paroi muqueuse n’est pas si évident.
En effet, le transsudat doit trouver son chemin à travers un épithélium pluristratifié non kératinisé relativement épais.
Ce tissu est bien entendu constitué de couches successives de cellules reliées entre elles par des plaques d’adhésion focales de type desmosomes.
Il s’agit donc d’un environnement globalement hydrophobe et peu propice à des mouvements de fluide aqueux baso-apicaux.
Dans ce contexte, le transsudat va utiliser des structures dédiées pour pouvoir traverser cette barrière cellulaire.
Les aquaporines (AQP) sont une famille de protéines transmembranaires comportant 4 membres identifiés chez les mammifères (AQP1 à AQP4) (Ishibashi K, 2009).
Des centaines d’autres isoformes ont été aussi identifiées chez d’autres organismes, incluant des végétaux (Maurel C et al, 2015).
Elles partagent toutes un certain nombre de caractéristiques.
Par exemple, elles pèsent en moyenne 30 KDa, elles comportent 6 segments transmembranaires et elles forment un tétramère au sein de la bicouche lipidique de la membrane et elles sont souvent associées à des canaux ioniques (Figure 5)

Figure 5 :

  1. (A)un tétramère de 4 sous unités délimitent un canal central perméable à l’eau.
  2. (B) Chaque sous unité permet elle-même le passage des molécules d’eau.
  3. (C) Les AQP sont très souvent associées à des canaux ioniques (ici TRPV4, perméable aux ion Ca2+ et Mg2+) (Verkman et al, 2011)
Au sein d’un tissu tel que l’épithélium de la muqueuse vaginale, les AQP sont strictement indispensables au cheminement vers la surface du transsudat issus des capillaires de la lamina propria.
De nombreux travaux chez l’animal ont permis de mettre en évidence ce rôle crucial.
Par exemple, en 1999, Ma et al ont démontré que la délétion du gène codant pour AQP5 chez la souris supprimait la sécrétion de fluide par les glandes salivaires (Ma et al, 1999).
La même démonstration a pu être faite pour la muqueuse de la trachée.
Dans ce cas particulier, le fluide récupéré (dont la quantité avait nettement diminué) présentait aussi une hyperosmolarité (Song et al, 2001).
Lorsque le knock-out concernait le gène codant pour AQP1, la synthèse du liquide cérébrospinal au niveau du plexus choroïde ainsi que la production l’humeur aqueuse par l épithélium ciliaire de l’œil étaient diminuées.
Ainsi, les auteurs ont conclu à la forte implication d’AQP dans la régulation des pression intracrâniennes et intraoculaires (Zhang et al, 2002).
Tout comme dans les travaux précédents, l’osmolarité des fluides obtenus étaient aussi fortement perturbée.
Au niveau vaginal, AQP3, AQP5 et AQP6 ont pu être identifiées chez le rat. (Park et al, 2008).
De plus, la quantité d’AQP présentes dans les tissus est sensible au support hormonal oestrogénique (figure 6), confirmant une partie des hypothèses posées dans le modèle présenté dans les figures 3 et 4. 

Figure 6 : Niveaux d’expression des AQP identifiées dans la paroi du vagin.

La mesure s’effectue en par quantification de la densité optique après marquage en immunocytochimie.

Les quantités d’AQP mesurées diminuent comparativement au contrôle sain lorsque le modèle (rat) est ovariectomisé.

Lorsque les rattes ovariectomisées sont supplémentées en œstrogène, le niveau des AQP remonte et redevient comparable au contrôle (Zhu et al, 2105)

Park K et al ont aussi suggéré qu’une stimulation nerveuse au niveau pelvienne pouvait aussi induire la translocation d’AQP1 et AQP2 du cytosol cellulaire vers les membranes.
Ainsi, le rôle des AQP dans la lubrification vaginale pourrait aussi revêtir une grande importance durant la phase d’excitation sexuelle (Park et al, 2008) en permettant une augmentation drastique de la quantité de transsudat disponible à la surface de l’épithélium vaginal.
Le transport transcellulaire que nous venons de décrire est donc un aspect important de la traversée de l’épithélium.
Il est nécessaire, mais pas suffisant pour optimiser totalement la lubrification de la paroi vaginale.
En effet, la matrice extracellulaire présente entre les cellules peut se révéler un facilitateur en fonction de sa structure et de sa composition. (Figure7) 

Figure 7 : Composition de la matrice extracellulaire entre les capillaires sous muqueux et la lame basale soutenant l’épithélium.

Cette lame basale est principalement constituée de motifs répétitifs hautement organisés de collagène, laminine, fibronectine et protéoglycans.

Tel qu’évoqué plus haut, le transsudat (flèche verte descendante) provient des fenêtres séparant les cellules endothéliales des capillaires et à tendance à se diriger passivement (grâce à la pression hydrostatique) vers les cellules épithéliales.
Néanmoins, pour que le système soit efficace, la lame basale ne doit pas bloquer ce flux aqueux.
C’est pourquoi elle doit nécessairement faire montre d’une certaine hygroscopie.
Cette propriété essentielle est tenue par les molécules du groupe des glycosaminoglycanes, et plus particulièrement par l’acide hyaluronique (AH). 
En effet, ce long polymère sucré est chargé à cause de la présence de groupements carboxyles, lui conférant une affinité très importante pour l’eau.
De plus, lorsque ces molécules sont en solution, des liaisons électrostatiques se créent, définissant des sous domaines à l’intérieur desquels l’eau peut aussi se retrouver piégée et attirée.
L’acide hyaluronique est synthétisé par 3 isoformes de la ‘hyaluronan synthase’ : HAS1, HAS2 et HAS3.
Or, il a été montré en 2013 que la HAS2 (responsable de la formation des plus longues chaines d’acide hyaluronique endogène) pouvait moduler son efficacité en fonction des hormones présentes.
Plus précisément, lorsque l’environnement hormonal est à dominance oestrogénique, HAS2 augmente sa synthèse d’AH de haut poids moléculaire.
Concomitamment, l’expression de CD44 à la surface des membranes des cellules environnantes à tendance à diminuer, comme si l’organisme voulait privilégier un mode d’action de l’AH basé sur ses propriétés chimiques intrinsèques plutôt que ses fonctions dépendantes d’une interaction récepteur-ligand.
A contrario, dans un environnement à dominance progestative, c’est HAS3 qui voit son activité fortement augmenter.
Or cet isoforme est spécialisé dans la synthèse des petites molécules d’AH qui ont une forte affinité pour les récepteurs membranaires de l’AH (dont CD44) (Raheem et al, 2013).
Ces résultats illustrent encore le fait qu’outre l’intensité de la synthèse du transsudat (qui dépend étroitement de la vasodilatation et de la pression intra capillaire, figure 3), la quantité de fluide disponible à la surface de la muqueuse est aussi étroitement régulée par de nombreux paramètres actifs lors de l’étape de la traversée de l’épithélium.
AQP et AH sont 2 acteurs essentiels de cette régulation.

Conclusion

La lubrification vaginale est un phénomène complexe dont l’efficacité peut varier en fonction d’un grand nombre de paramètres régulateurs :
  • L’origine vasculaire de l’ultrafiltrat induit une dépendance à la densité du réseau capillaire sous épithélial mais aussi à sa vasodilatation et à la pression sanguine régnant dans ces vaisseaux.
  • Une fois formé, le transsudat doit ensuite traverser l’épithélium vaginal via des AQP dans le fonctionnement est soumis à un contrôle hormonal complexe.
  • En marge du transport transcellulaire du fluide, la richesse en AH de la matrice extracellulaire est aussi un paramètre facilitateur pour la lubrification. Or, là aussi, l’environnement hormonal dirigera le profil des actions que pourra effectuer l’AH dans ce contexte.
Enfin, les facteurs influençant la lubrification vaginale qui sont présentés dans cette synthèse ne sont en aucun cas exhaustifs. Il existe bien évidemment d’autres boucles de régulation.
À titre d’exemple et pour ouvrir la réflexion, notons simplement qu’en 2015 un article publié dans « Nature » démontrait la capacité de l’AH de la matrice extracellulaire à agir sur un transporteur cationique nommé TRPV1.
Or, TRPV1 avait précédemment été étudié dans le contexte de la transmission de la douleur au niveau des terminaisons nerveuses nociceptives (Caires R et al, 2015).
Nous pourrions donc envisager un moyen d’action supplémentaire et beaucoup plus direct de l’AH sur la douleur liée à l’absence de transsudat à la surface de l’épithélium vaginal.
Outre ses propriétés hydratantes, l’AH serait aussi capable d’agir directement sur le signal nerveux. Cette hypothèse est non confirmée à ce jour, mais elle illustre la nécessité d’affiner nos connaissances sur ce type d’interaction moléculaire.

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