Synthèse
Les ponts disulfure de la tige pilaire et de la tablette unguéale, vus de plus près
Cette page pose des chiffres et des structures à côté du texte d’accueil : quelles kératines composent le cheveu et l’ongle, par quelles phases passe un follicule, comment la tablette unguéale est stratifiée, et quelles valeurs ont été publiées pour le sélénium, puis pour le zinc.
Kératines dures et kératines molles, côte à côte
Les kératines font partie des filaments intermédiaires. Une kératine acide de type I et une kératine basique de type II s’associent en une paire dont les longues parties centrales s’enroulent l’une autour de l’autre. De nombreuses paires de ce genre s’assemblent ensuite en filaments d’environ dix nanomètres de diamètre.
Dans le cheveu et dans l’ongle, ces filaments sont noyés dans une matrice de protéines associées à la kératine. Certaines familles de ces protéines compagnes contiennent une part inhabituellement élevée de cystéine et offrent ainsi les points d’ancrage des liaisons transversales.
| Tissu | Famille de kératines majoritaire | Proportion de constituants soufrés |
|---|---|---|
| Épiderme | Kératines épidermiques molles, par exemple K1 et K10 | plutôt faible en comparaison |
| Cortex de la tige pilaire | Kératines pilaires (K31 à K40, K81 à K86) avec protéines associées riches en soufre | élevée |
| Tablette unguéale | surtout des kératines pilaires, et une part moindre de kératines épithéliales | élevée |
Désignations conformes à la nomenclature internationale des kératines de 2006 ; les teneurs indiquées varient selon la méthode d’analyse.
Un pont disulfure, du point de vue de la chimie
La chaîne latérale de la cystéine se termine par un groupe thiol, c’est-à-dire un atome de soufre lié à un hydrogène. Lorsque deux de ces groupes se rencontrent et cèdent ensemble deux électrons et deux protons, les atomes de soufre se lient directement. La molécule double ainsi formée s’appelle la cystine. Cette liaison est nettement plus stable que les liaisons hydrogène qui maintiennent d’ordinaire la forme des protéines, et seuls des agents chimiques réducteurs parviennent à la rompre.
Un follicule qui travaille par phases
Un follicule pileux ne produit pas sans interruption. Il alterne une phase active, une courte régression et une période de repos, au terme de laquelle une nouvelle tige se met en place. Chaque follicule suit sa propre cadence, si bien que des cheveux voisins se trouvent à des phases différentes.
| Phase du cycle | Durée, en chiffres ronds | Déroulement dans le follicule |
|---|---|---|
| Anagène | de deux à sept ans | les cellules de la matrice fournissent sans cesse de nouveaux éléments, la substance cornée se forme dans la zone kératogène |
| Catagène | deux à trois semaines environ | la partie basse du follicule régresse, la tige se détache de la papille |
| Télogène | deux à trois mois environ | le cheveu en massue, entièrement kératinisé, reste dans le canal jusqu’au début d’un nouveau cycle |
Cuticule, cortex et moelle
La cuticule compte six à dix couches de cellules plates, posées les unes sur les autres comme des bardeaux, leurs bords libres tournés vers la pointe du cheveu. Le cortex, en dessous, se compose de cellules allongées en forme de fuseau, parcourues de macrofibrilles de filaments de kératine disposées en parallèle. Dans les cheveux fins, la moelle manque souvent tout à fait.
Le durcissement dans la zone kératogène
Au-dessus du bulbe, les cellules du cortex fabriquent leurs filaments et leurs protéines associées, puis démantèlent noyau et organites et cèdent leur eau. Les ponts disulfure se forment dans le même temps. Dans la cuticule et dans la gaine épithéliale interne s’ajoute un autre mode de réticulation : des transglutaminases y relient des protéines par des liaisons dites isopeptidiques.
Strate après strate, la tablette unguéale
La tablette unguéale d’un doigt ne dépasse généralement pas un demi-millimètre environ. Elle est produite presque entièrement par la matrice, logée sous le pli de peau à la base de l’ongle, et progresse de là vers l’avant en glissant sur le lit de l’ongle.
- La partie arrière de la matrice fournit la couche supérieure de la tablette.
- La partie avant, visible sur certains doigts sous la forme d’une lunule claire, forme la couche médiane, qui est aussi la plus volumineuse.
- La question de savoir si le lit de l’ongle ajoute lui aussi une fine couche inférieure reçoit des réponses diverses dans la littérature spécialisée.
Des onychocytes sans noyau et presque sans eau
En quittant la matrice, les cellules s’aplatissent, perdent leur noyau et s’engrènent avec leurs voisines par des replis de membrane. À la différence de la peau, elles ne desquament pas et restent durablement solidaires. D’après les mesures, la teneur en eau d’une tablette unguéale saine se situe grosso modo entre dix et vingt pour cent et varie avec l’humidité de l’air.
| Ongle | Avancée mensuelle | Délai de renouvellement complet |
|---|---|---|
| Ongle de la main | près de 3 mm | environ 6 mois |
| Ongle du pied | près de 1 mm | de 12 à 18 mois |
Ces valeurs varient fortement d’une personne à l’autre et selon l’âge.
La sélénocystéine et la chimie du soufre dans les cellules cornées
La sélénocystéine est insérée pendant la synthèse des protéines par un mécanisme qui lui est propre, ce qui lui vaut le rang de vingt et unième acide aminé protéinogène. On connaît dans le génome humain 25 gènes codant des protéines dotées de ce constituant. L’atome de sélénium cède ses électrons plus facilement que le soufre ; c’est pourquoi de nombreuses sélénoprotéines convertissent des groupes thiol et disulfure d’autres molécules.
Les thiorédoxine réductases dans l’épithélium en voie de kératinisation
Les thiorédoxine réductases maintiennent la petite protéine thiorédoxine sous sa forme réduite. La thiorédoxine, à son tour, peut ouvrir des ponts disulfure dans d’autres protéines. Dans un tissu où ces ponts doivent d’abord être empêchés, puis formés de manière ciblée, un tel système présente un intérêt. Chez des souris de laboratoire dont les kératinocytes ne pouvaient plus incorporer de sélénocystéine, la peau et les follicules pileux se sont développés de façon atypique (Sengupta et al., PLoS ONE, 2010). Les résultats obtenus sur des animaux génétiquement modifiés montrent à quoi sert une protéine ; ils ne disent rien de l’alimentation humaine.
Pour le sélénium, l’UE a autorisé deux libellés indépendants l’un de l’autre.
« Le sélénium contribue au maintien de cheveux normaux »
Conformément au Règlement (UE) n° 432/2012
« Le sélénium contribue au maintien d’ongles normaux »
Conformément au Règlement (UE) n° 432/2012
| Donnée | Quantité journalière | Provenance du chiffre |
|---|---|---|
| Référence d’étiquetage (UE) | 55 µg | Règlement (UE) n° 1169/2011, annexe XIII |
| Apport adéquat | 70 µg | EFSA, 2014 |
| Limite supérieure de sécurité | 255 µg | EFSA, 2023 |
Pour le sélénium, l’écart entre l’apport habituel et la limite supérieure est plus étroit que pour bien d’autres oligo-éléments.
Le zinc, un ion métallique attiré par le soufre
Dans l’organisme, le zinc ne change pas de charge. Il ne sert donc pas aux échanges d’électrons, mais intervient comme un ion qui maintient des segments de protéines dans une disposition fixe ou qui oriente molécules d’eau et substrats dans un site actif. Ses partenaires de prédilection sont les atomes de soufre de la cystéine, les atomes d’azote de l’histidine et l’oxygène de l’aspartate ou du glutamate.
Métallothionéines et enzymes à zinc dans le bulbe pileux
Les métallothionéines sont constituées de cystéine pour environ un tiers et peuvent fixer jusqu’à sept ions zinc. Dans la peau et dans le follicule, on les a détectées dans les couches cellulaires qui se renouvellent vite. Tant qu’un ion zinc occupe un groupe thiol, ce soufre n’est pas disponible pour un pont disulfure ; reste à savoir si le follicule tire parti de cette circonstance, une question encore à l’étude. Les cellules de la papille affichent en outre une forte activité de phosphatase alcaline, une enzyme dont le site actif renferme deux ions zinc.
Dans ce domaine, l’UE n’a autorisé qu’un libellé pour le zinc. Il se rapporte aux cheveux ; côté ongles, le zinc ne bénéficie d’aucune allégation autorisée.
« Le zinc contribue au maintien de cheveux normaux »
Conformément au Règlement (UE) n° 432/2012
| Donnée | Quantité journalière | Provenance du chiffre |
|---|---|---|
| Référence d’étiquetage (UE) | 10 mg | Règlement (UE) n° 1169/2011, annexe XIII |
| Apport recommandé, femmes | 7,5 à 12,7 mg | EFSA, 2014, selon la teneur en phytates de l’alimentation |
| Apport recommandé, hommes | 9,4 à 16,3 mg | EFSA, 2014, selon la teneur en phytates de l’alimentation |
| Limite supérieure de sécurité | 25 mg | Comité scientifique de l’alimentation humaine, 2003 |
À chaque élément sa phrase
Sélénium, cheveux : « Le sélénium contribue au maintien de cheveux normaux » – Conformément au Règlement (UE) n° 432/2012
Sélénium, ongles : « Le sélénium contribue au maintien d’ongles normaux » – Conformément au Règlement (UE) n° 432/2012
Zinc, cheveux : « Le zinc contribue au maintien de cheveux normaux » – Conformément au Règlement (UE) n° 432/2012
Extraits du courrier adressé à la rédaction
Le libellé sur le zinc vaut-il aussi pour les ongles des doigts ?
Non. Seule la formulation relative aux cheveux est autorisée pour le zinc. Une allégation sur les ongles n’existe que pour le sélénium, et elle ne peut pas être appliquée à d’autres minéraux.
Pourquoi un cheveu roussi sent-il le soufre ?
Sous l’effet de la chaleur, les ponts cystine de la kératine se rompent et libèrent des composés soufrés volatils. L’odeur donne ainsi une idée très concrète de la quantité de soufre liée dans la tige pilaire.
Pourquoi certaines études recueillent-elles des rognures d’ongles d’orteils ?
Le sélénium est incorporé à la matière cornée pendant la formation de la tablette unguéale et y demeure pendant des mois. De grandes études de population se servent donc de la teneur en sélénium des ongles d’orteils comme indicateur à l’échelle de groupes entiers. La méthode n’est pas prévue pour juger du cas d’une personne isolée.
Pour le sélénium, la limite supérieure est-elle proche des besoins ?
Plutôt, oui. C’est une raison de plus pour laquelle cette synthèse ne propose aucune quantité à prendre ; les trois libellés n’indiquent pas davantage de dose et ne valent chacun que pour leur propre élément.
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Synthèse sur la substance cornée, version complète
Les tableaux de cette page sous une forme développée, des esquisses rédigées supplémentaires sur le follicule et la matrice unguéale, un glossaire qui va d’anagène à transglutaminase et la liste des publications spécialisées consultées.
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