L'essentiel de la masse dermique est constitué de fibrilles de collagène. La densité des fibres augmente avec la profondeur. Les fibres de collagène sont les principaux déterminants de la résistance à la traction de la peau ; leur déficience est mise en évidence par des maladies telles que le syndrome d'Ehler-Danlos. Un petit pourcentage du derme est constitué de fibres élastiques dont la fonction est de ramener la peau déformée à son état d'origine. Le dysfonctionnement de ces fibres produit le pseduoxanthome élastique et la cutis laxa.
Le tissu conjonctif est soutenu par une matrice composée principalement d'acide hyaluronique et de sulfate de dermatane. Cette matrice confère de l'élasticité à la zone et fournit un moyen de transit pour les nutriments solubilisés.
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