L’état de l’art en 2024 sur la recherche sur l'AH

ALTÉRATIONS DE LA TRANSSUDATION MUQUEUSE DANS LE CADRE DES ATROPHIES VULVO- VAGINALES : QUELS SONT LES MÉCANISMES IMPLIQUÉS ?

PLACE DE L’ACIDE HYALURONIQUE PARMI LES FACTEURS INFLUENCEURS DE LA LUBRIFICATION VAGINALE.

Denis COUCHOUREL, PhD
Scientific and Medical Director of VIVACY Laboratories

INTRODUCTION

En 2014, les bases de la définition du syndrome génito-urinaire de la ménopause ont été posées [18].
En substance, toute perturbation du métabolisme des hormones sexuelles peut induire une série de symptômes regroupés sous le nom de SGUM (Tableau I).
Ce syndrome peut donc survenir bien évidemment à la ménopause [15] 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 [3, 20]. 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 impactées, induisant des conséquences délétères sur leur sommeil et la qualité de leur vie quotidienne [14]. 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 [22]. La structure même des tissus du tractus uro-génital est en effet directement sous dépendance des hormones sexuelles et en particulier des oestrogènes.
La symptomatologie liée à la VVA est aussi bien caractérisée et comprend notamment les sensations de sécheresse vaginale, de brûlure, d’irritation évoquées à l’échelle du SGUM [16].
Dès lors, il est intéressant de faire un point particulier sur cette VVVA car elle sous-entend une altération de la synthèse et de la diffusion du mucus servant à lubrification des parois vaginales et de l’introïtus.
C’est un phénomène très particulier faisant appel au processus de transsudation que nous allons détailler plus bas et qui dépend 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

ENDOGÈNEL’importance du support hormonal sur le bon fonctionnement des tissus du tractus génital féminin est illustrée par la Figure 1.
Therefore, any change (physiological or pathological) in the hormonal support described in this figure will lead to varying degrees of alterations in neurotransmitter function, tissue structure and composition, and smooth muscle contractility. 
The vaginal blood flow will therefore tend to decrease.
Or, l’efficacité de la lubrification dépend étroitement du débit vasculaire.
SYNTHÈSE ET RÉGULATION DU FLUIDE HYDRATANT VAGINAL ENDOGÈNE
Figure 1. Régulation des fonctions cellulaires des tissus vaginaux par les hormones sexuelles stéroïdes (I) [24].  Les oestrogènes, 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:
  • la synthèse, la sécrétion et au recaptage de neurotransmetteurs ;
  • la contraction des muscles lisses présents dans les parois vasculaires ;
  • la perméation de l’épithélium vaginal ;
  • la production autocrine ou paracrine de facteurs de croissance vasoactifs;
  • la régulation de la balance synthèse / dégradation des principaux composants des matrices extracellulaires de l’épithélium et de la lamina propria.
The sum of these different actions determines the global physiological responses which will result in a particular blood flow, a hydration / lubrication of the epithelial surface which may or may not be effective, or a capacity for muscle contraction which may or may not be effective.

Tableau I . Symptômes et signes cliniques caractéristiques du SGUM, d’après Portman et al, 2014.

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.
Indeed, under the influence of arterial pressure, an ultrafiltrate is likely to form directly from the capillary network which is particularly dense at the level of the lamina propria.
Ces petits vaisseaux sont fenestrés, permettant donc un certain niveau de « fuite » et donc la formation d’un transsudat (Figure 2, sous-types C and D).
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 [9].
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 [7, 8]. La quantité produite est suffisante pour humidifier la paroi vaginale et permettre le confort de la vie quotidienne.
Figure 2. 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 [6].

RÉGULATION HORMONALE DE LA PRODUCTION DU TRANSSUDAT VAGINAL

Le support hormonal de l’homéostasie tissulaire vaginale (Figure 1) 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 3) :
Figure 3. Régulation des fonctions cellulaires des tissus vaginaux par les hormones sexuelles stéroïdes (II) [24].
La fixation du ligand hormonal (oestrogènes, progestérone et testostérone particulièrement) sur leurs récepteurs spécifiques (qu’ils soient classiquement intracellulaires 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.
In any case, these hormone-dependent mechanisms allow the vagina to adapt the intensity of transudation, especially during phases of sexual excitement.
Note that the transduction pathways described can be non-genomic, i.e. they can be activated via membrane receptors.
This concept is relatively new for steroid hormones since the authors have long thought that their actions could only be envisaged through their binding to a cytoplasmic receptor which necessarily induces protein synthesis.
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 prennent 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 [2, 4, 21].
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 [13].

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) [5].
Des centaines d’autres isoformes ont été aussi identifiées chez d’autres organismes, incluant des végétaux [12]. 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 4).
In a tissue such as the epithelium of the vaginal mucosa, PQAs are strictly necessary for the transport of transudate from the capillaries of the lamina propria to the surface.
De nombreux travaux chez l’animal ont permis de mettre en évidence ce rôle crucial. Par exemple, en 1999, Ma et al. [11] ont démontré que la délétion du gène codant pour AQP5 chez la souris supprimait la sécrétion de fluide par les glandes salivaires. 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 [23].
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’oeil 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 [17]. De plus, la quantité d’AQP présentes dans les tissus est sensible au support hormonal oestrogénique (Figure 5), confirmant une partie des hypothèses posées dans le modèle présenté dans les Figures 2 and 3.
Park K. et al. [17] 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 en permettant une augmentation drastique de la quantité de transsudat disponible à la surface de l’épithélium vaginal.
Figure 4.
(A) Un tétramère de 4 sous-unités délimitent un canal central perméable à l’eau.
(B) Chaque sous-unité permet elle-même le passage des molécules d’eau.
(C) Les AQP sont très souvent associées à des canaux ioniques (ici TRPV4, perméable aux ion Ca2+ et Mg2+) [25].
Figure 5. 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 oestrogène, le niveau des AQP remonte et redevient comparable au contrôle [26].
Figure 6. Composition de la matrice extracellulaire entre les capillaires sous-muqueux et la lame basale soutenant l’épithélium. 
This basal lamina is mainly composed of highly organized repetitive patterns of collagen, laminin, fibronectin and proteoglycans.
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 (Figure 6).
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.
That is why it must necessarily show a certain hygroscopicity.
This essential property is held by the molecules of the glycosaminoglycan group, and more particularly by hyaluronic acid (HA).
Indeed, this long sweet polymer is charged because of the presence of carboxyl groups, giving it a very important affinity for water.
Moreover, when these molecules are in solution, electrostatic bonds are created, defining subdomains within which water can also be trapped and attracted.
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.
Specifically, when the hormonal environment is estrogen-dominant, HAS2 increases its synthesis of high molecular weight HA.
Concomitamment, l’expression de CD44 à la surface des membranes des cellules environnantes a 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.
On the other hand, 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) [19].
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 2), the amount of fluid available at the mucosal surface is also tightly regulated by many parameters active during the epithelial crossing stage. 
AQP and AH are 2 essential actors of this regulation.

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.
In addition to transcellular fluid transport, the HA content of the extracellular matrix is also a facilitating parameter for lubrication. Here again, the hormonal environment will direct the profile of actions that HA can perform in this context.
Finally, the factors influencing vaginal lubrication presented in this summary are by no means exhaustive. There are of course other regulatory loops.
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 [1].
We could therefore consider an additional and much more direct means of action of HA on pain related to the absence of transudate on the surface of the vaginal epithelium.
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.

BIBLIOGRAPHY

  1. Caires R., Luis E., Taberner F.J., Fernandez-Ballester G., Ferrer-Montiel A., Balazs E.A., Gomis A., Belmonte C., de la Peña E. Hyaluronan modulates TRPV1 channel opening, reducing peripheral nociceptor activity and pain. Nat. Commun. 2015 Aug 27 ; 6 : 8095.
  2. Couchourel D., Leclerc M., Filep J., Brunette M.G. Testosterone enhances calcium reabsorption by the kidney. Mol. Cell. Endocrinol. 2004 Jul 30 ; 222(1-2) : 71-81.
  3. Falk S.J., Bober S. Vaginal Health During Breast Cancer Treatment. Curr. Oncol. Rep. 2016 ; 18 : 32.
  4. Falkenstein E., Norman AW., Wehling M. Mannheim classification of nongenomically initiated (rapid) steroid action(s) J. Clin. Endocrinol. Metab. 2000 May ; 85(5) : 2072-5.
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