Qu’est-ce que la kératine du cheveu ?

Qu’est-ce que la kératine?
Qu’est-ce que la kératine ?

La kératine est la matière première de nos cheveux, elle représente 97% de leur composition finale. Est-ce un organe vivant ou un organe mort ?  Est-elle fragile ou manipulable à l’infini ? Sa structure complexe ne se laisse pas facilement dompter…

Formation du cheveu et kéranisation

La kératine est produite par les kératinocytes, les cellules constitutives du cheveu*, elles-mêmes alimentées par le sang de la papille. Situées dans la matrice, au fond du follicule pileux, ces cellules se divisent en cellules filles pendant toute la phase anagène du cycle de vie d’un cheveu. Le ballet des kératinocytes est incessant, remarquablement orchestré et sans merci…

À peine formées, les cellules filles se dédoublent aussitôt, évincent les précédentes, leur font perdre leur noyau, les font mourir et se rigidifier, en les repoussant vers le haut. Puis elles meurent à leur tour pour laisser place aux suivantes. Cette reproduction de cellules s’opère en un temps record, le plus rapide de l’organisme, entre 24 et 72 heures. La kératine naît de ce stockage de cellules mortes qui durcissent (kératinisation) et remontent inlassablement le long du follicule pileux (flèches rouges), pour former en surface le cheveu tel que nous le voyons.

D’entrée de jeu, nous constatons que nous avons affaire à une matière morte dès l’instant où elle a été fabriquée par la racine pilaire. Cette mort a son corollaire :  nous pouvons manipuler à volonté la kératine de nos cheveux, sans réaction douloureuse de notre part et donc sans garde-fou en quelque sorte. Ce qui ne veut pas dire, sans dégâts pour les différentes couches de kératine qui forment la structure du cheveu !

Qu’est-ce que la kératine?


La structure du cheveu

Vu en coupe, le cheveu comprend trois couches concentriques de kératine. À l’extérieur, La cuticule consiste en une fine enveloppe de protection. Au milieu, le cortex, « écorce » intermédiaire et partie la plus robuste du cheveu, représente 90% de son poids total. Au centre, la moelle.

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La cuticule

Qu’est-ce que la kératine du cheveu? 1
Cuticule en bon état

Elle est composée d’écailles faites de plaques de kératine minces et ultra plates, empilées les unes sur les autres, à raison de plusieurs couches étroitement juxtaposées, à la manière des tuiles d’un toit. Verticalement, ces écailles iront s’imbriquer tête-bêche dans d’autres écailles, celles de la gaine interne du follicule pileux, tournées vers le haut. Leur imbrication les unes dans les autres permet à la tige pilaire de remonter, tel un train à crémaillère, et de croître le long du follicule. Horizontalement, les écailles de la cuticule sont reliées entre elles par des céramides, substances huileuses et précieuses, principalement constituées d’acides gras essentiels. Situés sur et entre les écailles, les céramides ont une triple fonction :

  1. Fonction Ciment. Les céramides forment la matière qui scelle entre elles les écailles de la cuticule, comme le ciment rassemble les briques d’un mur. Ainsi « maçonnées », les écailles offrent une surface lisse qui permet au cheveu de se protéger contre les agressions extérieures et de refléter la lumière (effet de brillance). 
  2. Fonction Barrière. Les céramides empêchent l’eau qui se trouve à l’intérieur du cheveu de s’échapper.
  3. Fonction Éponge. Les céramides peuvent aussi absorber une certaine quantité d’eau venant de l’humidité de l’air, afin de maintenir une hydratation régulière de la tige pilaire.

Le cortex

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Dans le cortex, la kératine est constituée de 2 sortes de fibres, les unes verticales, les autres horizontales.

Verticalement, on trouve de multiples écheveaux de protéine, encastrés les uns dans les autres, comme des poupées russes, avec : des macrofibrilles, lesquelles sont elles-mêmes faites de plusieurs milliers de  microfibrilles, lesquelles sont à leur tour assemblées en  protofibrilles (fibrilles primitives). Les chaines, torsadées comme des ressorts, suivent l’axe du cheveu et lui confèrent son élasticité. Elles n’évoluent pas dans le vide…

Horizontalement, ces chaines de protéine sont scellées les unes aux autres par des molécules de soufre : les ponts disulfures. Ces ponts confèrent aux chaînes leur rigidité et leur cohérence. Le terme de « pont » n’est pas pris au hasard : il traduit la solidité de cette seconde sorte de protéines, impossible à modifier autrement que par une intervention chimique externe qui va devoir les détruire temporairement si l’on veut changer la forme du cheveu.

Dans la constitution de la kératine, ces acides particuliers sont principalement représentés par la cystine. Véhiculée par le sang jusqu’à la racine du cheveu, celle-ci requière un apport de zinc et de vitamine B6 pour être synthétisée.

Cystine + Zinc + Vitamine B6, vous retrouverez ces 3 éléments dans tous les compléments alimentaires visant à renforcer la vigueur des cheveux.

La moelle

La moelle ressemble à un grand tuyau. Constituée de cellules sans noyau, elle ne joue aucun rôle (contrairement à ce que l’on pourrait croire) sur la vitalité du cheveu.

* Des tests cliniques, conduits en 2013 et 2014 par le docteur en biologie moléculaire S. Morot pour le Centre Clauderer, ont montré que le taux de croissance de ces cellules productrices du cheveu étaient plus que doublé avec le Sérum Clauderer 6R

Les 10 propriétés de la kératine

Perméabilité

Cuticule-cheveu-malade
Le cheveu peut devenir trop sec, trop hydrophile, poreux et terne. Dans les cas extrêmes, la kératine devient si fragile qu’elle se casse à toutes les longueurs (cf. Que faire pour mes cheveux cassants et fourchus ?) ou si poreuse que le cheveu ne peut plus être coloré.

La kératine est sensible à l’humidité, comme une éponge, et peut retenir jusqu’à 40% de son poids en eau. Le cheveu se met alors à gonfler et peut gagner 15, 20% en diamètre. L’humidité ambiante modifie ainsi sensiblement la structure physique du cheveu. Ce pouvoir hydrophile est largement utilisé en cosmétique pour changer la couleur des cheveux.

Sous l’action d’un liquide alcalin, les écailles de la cuticule se soulèvent, comme des couvercles, pour laisser passer le produit colorant dans le cortex et modifier le pigment naturel du cheveu. Même principe pour friser ou défriser un cheveu : les écailles doivent être redressées pour permettre au produit chimique de pénétrer le cortex. Si ces opérations sont mal conduites ou trop fréquentes, la cuticule se détériore, elle perd la protection de ses céramides et ses écailles restent entrouvertes, voire grandes ouvertes (photo ci-dessous).

Élasticité

L’élasticité est la propriété la plus étonnante de la kératine. Dans le cortex, les fibres torsadées en hélices permettent au cheveu de se distendre comme un ressort, puis de revenir facilement à sa longueur initiale. Ces fibres sont de vrais amortisseurs et vous pouvez en faire vous-même le test : prenez un cheveu, étirez le doucement, il va allonger de 25 à 30 %, sans se casser. Lorsque vous le relâcherez, il reprendra sa forme. Maintenant, prenez un cheveu mouillé et refaites l’expérience : il peut s’étirer de 50 %. Si vos cheveux passent mal ces tests, s’ils se cassent, cela signifie qu’ils ne sont pas en bonne santé.

Résistance

Son diamètre ne dépasse pas un dixième de µm mais pour rompre la kératine d‘un cheveu, la charge nécessaire varie de 60 gr (cheveu africain) à 100 gr (cheveu asiatique). Une chevelure de 100 000 cheveux pourrait donc soutenir de 600 à 1 000 kg. Mais ceci reste très théorique car le cuir chevelu cèderait avant !

Pérennité

La kératine est insensible à la décomposition et conserve en poussant des traces de toutes les substances que le sang ou la sueur ont communiquées aux kéranocytes, lors de sa fabrication. Il est ainsi possible de dépister tout ce que le propriétaire d’un cheveu a ingurgité par l’alimentation ou les médicaments, les substances qu’il a fumées, ainsi que ses périodes de stress… Dans les cheveux des sportifs, la traçabilité des matières dopantes permet de remonter plus haut dans le temps que le sang ou les urines (pour peu que les cheveux n’aient pas été rasés, juste avant un contrôle !)

L’imputrescibilité de la kératine sert aussi à faire parler les morts. L’exemple le plus connu est celui de Napoléon : de l’arsenic ayant été trouvé dans ses cheveux, des historiens ont soutenu l’hypothèse que ses gardes anglais l’avaient empoisonné. Aujourd’hui l’ADN nucléaire, présent dans la racine d’un cheveu arraché, est largement utilisé pour ficher les criminels ou faire une recherche d’ascendance.

Couleur

Produits dans la matrice du cheveu, les mélanocytes sont les cellules qui synthétisent le pigment mélanine et le transmettent aux kéranocytes pour colorer la kératine. Avec l’âge, leur  disparition rend le cheveu blanc. Deux sortes de pigments sont présents dans la kératine : les pigments granuleux, bruns à noirs, qui régissent les tons foncés ou « rougeâtres », et les pigments diffus, jaunes à brun clair, pour les tons blonds. C’est le mélange des deux sortes qui détermine la couleur naturelle de chaque cheveu et explique l’infinité de la palette. N’a-t’on pas dit, comme pour les empreintes digitales, que deux chevelures de couleur totalement identique n’existaient pas ? En France, la première place revient aux châtains (plus de 50 %). Depuis un siècle, avec le brassage des populations, ils sont en augmentation constante. La dernière place est pour les roux, avec un petit 5%.

Plasticité

Cortex-cheveu-a-nu
Photo prise au microscope électronique : cuticule partiellement inexistante, laissant le cortex à nu.

La plasticité d’une matière, c’est sa capacité à conserver une forme donnée. La kératine se prête bien à ce genre d’exercice. Sous l’effet de la chaleur et de l’eau, un brushing change temporairement la forme du cheveu. La plasticité du cheveu rend également possible un changement durable de sa forme naturelle. L’opération est courante en cosmétique : il suffit, avec un agent chimique, de rompre les ponts disulfures, les points vulnérables de la kératine, ses talons d’Achille, en quelque sorte. Les fibres perdent alors leur structure et leur rigidité, elles deviennent comme “invertébrées“. Une fois acquise la déformation désirée, les ponts sont ressoudés par oxydation et la kératine retrouve sa consistance.

Attention, certaines manipulations, comme les défrisages, sont loin d’être sans conséquences. Si les produits chimiques sont trop agressifs ou si les temps de pause ne sont pas respectés, les fibres se restructurent mal, le cheveu s’écaille et devient facilement cassant.

Électricité

La kératine est un matériau isolant qui piège facilement l’électricité statique. Les cheveux seront d’autant plus électriques qu’ils manqueront de sébum, que leur cuticule sera endommagée et, qu’à l’extérieur, l’air sera sec. Il existe différents moyens pour atténuer cet inconvénient.

Brillance

C’est la capacité du cheveu à réfléchir la lumière. Sur une kératine en bonne santé, les écailles de la cuticule, bien soudées les unes aux autres par leurs céramides, présentent une façade parfaitement lisse et plate qui permet l’effet miroir. À l’inverse, si les écailles sont ouvertes et irrégulières, la rugosité de la surface rend les cheveux ternes.

Sensibilité

La vitalité de la kératine est sensible à trois facteurs :

  1. Les hormones sexuelles – notamment les androgènes – qui régissent sa croissance.
  2. Le stress, qui peut modifier son diamètre, sa résistance, sa couleur et sa durée de vie.
  3. L’alimentation, qui doit apporter quotidiennement les composants indispensables à son développement : protéines soufrées (on les trouve principalement dans la viande et le poisson), zinc, fer, vitamines A et du groupe B, acides gras essentiels, vitamine E.

Personnes à risque: les végétariens, dont la kératine s’amincit, doivent surveiller de très près leur AJR en protéines et en fer. Le cas échéant, il faudra suppléer le régime quotidien par des compléments alimentaires (par exemple : levure de bière pour les protéines, spiruline pour le fer). Même combat pour les femmes qui manquent de fer : la kératine de leurs cheveux peut s’affiner dangereusement. Il convient alors de compenser par des aliments particulièrement riches en fer, ou par de la spiruline, ou encore par des médicaments supplétifs (Tardyferon, Fero-Grad…).

Hérédité

Keratine-et-ethnies
Variétés de kératines selon les ethnies. De la plus épaisse à la plus fine :
1° asiatique, 2° africaine, 3° métissée, 4° caucasienne (occidentale)

Les caractéristiques de la kératine sont transmises génétiquement. Elle peut donc être plus ou moins épaisse ou colorée, plus ou moins résistante et souple, suivant le génome de chaque individu, c’est-à-dire son hérédité familiale et ethnique. Au cours d’une vie, la kératine de naissance peut s’affaiblir sensiblement. La cause d’altération la plus courante a pour origine le facteur androgénétique, lui aussi, transmis par hérédité. Le blanchiment, moment où la kératine ne fabrique plus qu’un cheveu sans couleur parce que sa production de mélanine s’est arrêtée, est également déterminé génétiquement.

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