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Keywords:

  • electron microscopy;
  • epidermal cells;
  • kojic acid;
  • melanosome;
  • ultraviolet light

Synopsis

It is well-known that skin pigmentation depends, among others, on number, aggregation and distribution of melanosomes in the epidermis. Here we describe a correlative microscopy-based ultrastructural approach that investigates the spatial distribution and pigmentation features of the melanosomes within melanocytes and keratinocytes. Data obtained from control skin, ultraviolet (UV)-stimulated tissue and kojic acid-treated UV-irradiated explants are compared. We introduce original parameters for the evaluation of the aggregation and pigmentation features of the melanosomes: the aggregation and pigmentation indexes. The aggregation index evaluates the presence of clustered melanosomes when the pigmentation index expresses the electron-density level of the pigment granules. The present study demonstrates that the last parameters clearly express histological effects induced by UVB irradiation. Results indicate that UV light did not change the number of melanosomes within either melanocytes or keratinocytes, but it definitely modified the distribution patterns of the pigment granules in both cell types. It also enhanced the pigmentation state of the epidermal cells. Moreover, statistical analysis concerning keratinocytes discloses a significant decrease in the mean pigmentation index when explants exposed to UV light were treated with kojic acid. Obviously, the present numerical findings point out the relevance of the introduced parameters to characterize the pigmentation state of skin.

Résumé

Il est notoire que la pigmentation de la peau dépend, entre autres, du nombre, de l’agrégation et de la distribution des mélanosomes dans l’épiderme. Ce travail décrit une approche ultrastructurale de microscopie corrélative, qui étudie la distribution spatiale et des aspects pigmentaires des mélanosomes dans les mélanocytes et les kératinocytes. Les investigations portaient sur de la peau non traitée, du tissu cutané stimulé par un rayonnement ultraviolet et de l’épiderme soumis aux ultraviolets et traité avec de l’acide kojique. A cet effet nous proposons des paramètres originaux pour l’évaluation des caractéristiques d’agrégation et de pigmentation: les index d’agrégation et de pigmentation. L’index d’agrégation traduit la présence de mélanosomes agrégés; alors que l’index de pigmentation se réfère au caractère électron-opaque des granules de pigmentation. La présente étude démontre que ces derniers indicateurs expriment nettement des effets histologiques induits par une irradiation avec des UVB. Les résultats suggèrent que la lumière ultraviolette ne modifie pas le nombre de mélanosomes dans les mélanocytes et les kératinocytes. Néanmoins, les investigations montrent que le rayonnement UV modifie les schémas de distribution spatiale des mélanosomes dans les deux types cellulaires et que l’irradiation conduit à un renforcement de la pigmentation des cellules épidermiques. De plus, les analyses statistiques relatives aux kératinocytes révèlent une diminution significative de l’index moyen de pigmentation lorsque les explants exposés aux UV sont traités avec de l’acide kojique. À l’évidence, les données numériques présentées soulignent la pertinence des paramètres proposés pour caractériser l’état pigmentaire de la peau.