Structure et composition du cheveu

I) Structure et composition du cheveu

            A) La structure du cheveu

 

            Le cheveu a la même structure que les autres poils du corps humain : c’est un phanère essentiellement constitué à 95 % d’une protéine fibreuse : la kératine (voir expérience kératine). C’est une structure complexe autant sur le plan anatomique que physiologique. Il peut en effet prendre d’innombrables structures. Par exemple,  les cheveux d’une scandinave seront plutôt fins, blonds et fragiles alors que les cheveux d’une asiatique seront plutôt épais, résistants et noirs.

                        1-Le follicule pilo-sébacé

 

            Le follicule pilo-sébacé est un petit organe en forme de sac. C’est en fait un support implanté dans le cuir chevelu. Ce support, appelé follicule pileux, est formé d’une membrane et de trois gaines : la gaine extérieure qui est en contact avec le cheveu, la gaine intérieure et une gaine épithalame externe.

L’ensemble follicule pileux et glande sébacée forme le follicule pilo-sébacé.

Le cheveu est implanté au sein du follicule pilo-sébacé d’une manière oblique et non verticale. Cela donne un sens à la chevelure, ce qui permet de les coiffer et de leurs donner une forme esthétique.

Chez les Européens, le cheveu est implanté à environ 5 mm de profondeur. L’implantation est plus profonde chez les asiatiques, environ à 7 mm ou plus : cela explique sa plus grande résistance.  Elle est plus faible chez la population Noire, ce qui fait que les cheveux sont implantés «  en vrille » et donnent un  aspect crépu.

follicule pilo-sébacé

                        2- Les glandes sébacées

 

            Ce sont des glandes exocrines (c'est-à-dire des glandes déversant une sécrétion sur la peau ou sur une muqueuse) et elles servent à sécréter le sébum qui est le lubrificateur  naturel du cheveu. Elles ont la forme de grappes, chaque glande étant constituée de plusieurs petits sacs communiquant entre eux par un canal qui émerge, nous venons de le voir, dans le follicule. Le sébum sécrété par les glandes sébacées a une importance primordiale dans la vie du cheveu. En effet, il influe directement sur sa santé et sa beauté : il le lubrifie, le gaine (ce qui le protège contre l’humidité), lui donne son éclat brillant, facilite le coiffage et assure la souplesse du cheveu.

Glandes sébacées 

Le dysfonctionnement des glandes sébacées se décline en différentes façons :

-           Quand elles s’hypertrophient, c'est-à-dire lorsque les glandes sébacées se développent trop vite, la sécrétion de sébum augmente ce qui rend les cheveux plus gras.

-           Quand elles s’atrophient, elles ne sécrètent plus assez de sébum et les cheveux deviennent secs et cassants, ce qui entraine leur chute.

Le bon fonctionnement des glandes sébacées dépend  du régime alimentaire et de l’hygiène de vie.

 

                        3- Les glandes sudoripares

 

            En surface du cuir chevelu, le sébum se mêle à la sueur sécrétée par les glandes sudoripares qui émergent directement hors de l’épiderme.

 

            Pour déterminer la part respective de la sueur et du sébum, on peut réaliser un test : faire une raie au milieu du crâne et appliquer directement sur le cuir chevelu une feuille de papier fin. Au bout de quelques instants, si le papier est taché on peut parler de séborrhée, de cheveux gras. Si le papier n’est pas taché, il s’agit de la transpiration normale du cuir chevelu et il n’y a pas de séborrhée.

 glande-sudo.png

                        4-La racine du cheveu

 

            La racine du cheveu est la partie ancrée dans le cuir chevelu ; c’est la branche vivante de celui-ci. Elle se termine à son extrémité par une zone enflée (environ trois fois le diamètre du cheveu) appelé le bulbe.

Le bulbe est visible à l’œil nu lorsqu’on arrache un cheveu : c’est la partie terminale blanchâtre. Si on l’examine au microscope, on distingue bien qu’il est incurvé et vidé : on l’appelle la papille. Il s’agit de la base du bulbe. C’est la partie essentielle du cheveu car c’est là qu’arrivent les vaisseaux sanguins (permettant de nourrir les cheveux) et les nerfs (permettant de les stimuler). La papille du bulbe de la racine est l’élément vital reliant le cheveu à l’ensemble de l’organisme.

On peut voir au microscope que certains bulbes n’ont pas de papille. Cela signifie qu’ils ne sont plus vidés mais plein à leur extrémité.  Ce sont les bulbes des cheveux qui sont morts et sur le point de tomber.

racine-cheveu.png Racine d'un cheveu vu au microscope

                        5- La tige du cheveu

 

            Hors du cuir chevelu et du follicule, le cheveu quitte sa racine pour devenir une tige, plus ou moins longue. Trois parties peuvent être distinguées si  on coupe verticalement le cheveu.

La cuticule est la couche externe du cheveu, formée de cellules cornées, plates, transparentes, non pigmentées et sans noyau. Ces cellules cornées protègent le cheveu et lui donnent ses caractéristiques tactiles : elles sont donc responsables de leur douceur et de leur nature rêche. La facilité du démêlage dépend de la bonne ordonnance des écailles de la cuticule.

Le cortex est la partie essentielle de la tige sous la cuticule et représente 75% du volume de la tige. Il est formé de cellules épithéliales allongées selon l’axe du cheveu, constitué de kératine contenant les pigments qui donnent leur couleur aux cheveux : la mélanine.

La moelle, aussi nommée canal médullaire, est située au centre de la tige et représente 10 à 0%. En effet, elle est parfois absente, surtout chez les femmes aux cheveux fins.

 

                        6- Le muscle arrecteur

 

            Chaque cheveu dispose d’un muscle arrecteur fixé sur l’enveloppe fibreuse entourant le follicule pilo-sébacé. C’est un muscle qui réagit directement à certains événements et se contracte involontairement : peur, froid, colère, violente émotion, décharge électrique sont des évènements qui activent le muscle arrecteur.

 

            B) Les propriétés et composition des cheveux

                        1-Propriétés

           

Le nombre de cheveux dépend principalement de leur couleur :

- Blonds : entre 130 000 et 140 000 cheveux

- Bruns : entre 110 000 et 120 000 cheveux

- Roux : environ 90 000 cheveux

Le nombre varie selon d’autres paramètres : l’hérédité, l’atmosphère ambiante, le climat et la santé. Le nombre de cheveux est fixé à la naissance : le nombre de follicules pileux n’augmente pas après la naissance.

La surface totale des cheveux est d’environ 6 m².

Le diamètre d’un cheveu dépend de sa couleur et de l’âge de la personne : environ moins de 60 microns pour les cheveux blonds, environ 80 microns pour les cheveux châtains et environ 105 microns pour les cheveux noirs (tels ceux des asiatiques)

 

Vue au microscope de nos différents cheveux :

cheveu-blond.png Cheveu blond d'Emma

cheveu-chatain.png Cheveu châtain d'Anne-Charlotte

cheveu-brun.png Cheveu brun de Caroline

Les cheveux des bébés sont très fins à la naissance. Leur diamètre augmente jusqu’à l’âge adulte puis diminue à partir du troisième âge.

Les cheveux sont très résistants. Le poids nécessaire pour casser un cheveu s’appelle «  la charge de rupture », variable de 60 à 120g (un cheveu peut supporter la traction d’un poids de 60 à 120 g avant de se rompre). Cela représente en théorie, si on rapporte cette résistance à l’ensemble d’une chevelure, une charge moyenne de 10 à 12 tonnes que pourraient supporter les cheveux dans leur ensemble.

            Les cheveux sont relativement élastiques. Ils se cassent lorsque la charge de rupture est atteinte. Mouillé, un cheveu peut s’étirer sur deux fois sa longueur normale. Les hygromètres servent à mesurer l’humidité de l’air à partir de la variation de la longueur d’un cheveu. Quand le temps est sec, le cheveu se raccourcit ; quand le temps est humide, il s’allonge.

            Les cheveux s’électrisent facilement. On les dit triboélectriques, c'est-à-dire qu’ils libèrent de  l’électricité par frottement, surtout s’ils sont secs. Ils ont d’autre part la possibilité d’accumuler cette électricité : c’est l’électricité statique. Celle-ci n’est pas bonne pour la santé et on peut l’éviter  en utilisant des accessoires de coiffure en matière naturelle et en portant des vêtements en textiles naturels.

 

                        2- Composition des cheveux

                                    a)La kératine

 

            La kératine est le principal élément constitutif des cheveux (un cheveu est constitué de 95% de kératine). C’est une substance protéique riche en acides aminés soufrés (acides aminés synthétisés par l’organisme). Elle est constituée de longues chaînes de molécules parallèles à l’axe des cheveux. Ces chaînes sont reliées entre elles par des passerelles appelées ponts sulfurés. Ceux-ci sont eux-mêmes constitués de deux atomes de soufre fixés sur une molécule d’acide aminé (cystine par exemple). Ces ponts sulfurés donnent de l’élasticité au cheveu.

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                                                Fibrilles alignées en torsades et reliées par des ponts disulfures

 

           

            Les  acides particuliers sont principalement représentés par la cystine. Véhiculée par le sang jusqu'à la racine du cheveu, celle-ci apporte du zinc et de vitamine B6 pour être synthétisée. On retrouve ces éléments dans tous les compléments alimentaires visant à renforcer la vigueur des cheveux.

 

            La kératine est produite par les kératinocytes, les cellules constitutives du cheveu, elles-mêmes alimentées par le sang de la papille. Situées au fond du follicule pileux, ces cellules se divisent en cellules filles, pendant toute la phase anagène du cycle de vie d'un cheveu (Réf. C-3).

À peine formées, les cellules filles se dédoublent aussitôt, éliminent 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 très vite, c’est la plus rapide de l'organisme (entre 24 et 72 heures). La kératine naît de ce stockage de cellules mortes qui durcissent (kératinisation) et remontent continuellement le long du follicule pileux, pour former en surface le cheveu.

Les différentes propriétés de la kératine sont sa perméabilité (la kératine est très sensible à l’humidité), son élasticité, sa résistance et sa 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). Sa plasticité (la capacité de conserver la forme donnée), son électricité, sa brillance et sa fragilité sont également des éléments caractéristiques de la kératine.

 

            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.

Le moment où la kératine ne fabrique plus qu'un cheveu sans couleur (cheveu blanc), parce que sa production de mélanine s'est arrêtée, est également déterminé génétiquement.

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Variétés de kératine selon les ethnies. De la plus épaisse à la plus fine :

1. asiatique, 2. Africaine, 3. Métissée, 4. Caucasienne (occidentale)

 

            Nous avons nous-mêmes extrait la kératine de nos cheveux. Pour cela, nous avons versé dans un bécher une solution très concentrée de soude (8g/mol). Nous avons ensuite introduit quelques cheveux dans cette solution. Après environ quatre heures, nous avons pu observer une substance blanchâtre se former à la surface de la solution.

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Au début de l'expérience                                                                                                       Durant l'expérience

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Kératine extraite

                                    b) La mélanine

 

            C’est le  pigment responsable de la couleur des cheveux. En effet, celle-ci dépend de la concentration de ce pigment, de sa structure, et de sa disposition au sein du cheveu.

Responsables de la couleur des cheveux, les mélanocytes sont de grandes cellules en forme d'étoile dont les branches sont appelées les dendrites. On les trouve principalement à la base du follicule pileux. C'est là qu'elles fabriquent la mélanine sous forme de petits grains de pigments colorés. Ensuite, en allongeant leurs dendrites, elles injectent ces pigments aux kératinocytes de la tige pilaire en formation. Ainsi, dès sa naissance, le cheveu acquiert sa couleur, une couleur faite pour durer tout le temps de la vie du cheveu, soit en moyenne 3 ans, avec des exceptions dépassant la dizaine d'années.

Cela est d'autant plus extraordinaire quand on sait qu'un cheveu ne contient pas plus de 1% de mélanine !

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Molécule de mélanine

 

            C) Vie et mort d’un cheveu

                        1- Formation et durée de vie des cheveux

 

            Les cheveux apparaissent dans l’embryon humain vers la fin du troisième mois; ce ne sont pas encore des cheveux, mais seulement une ébauche, un développement de cellules basales (petites cellules situées au niveau de la couche extérieure de la peau) appelées nodules pileux. Ces nodules se transforment ensuite en germes pileux, puis forment les cônes pileux qui s’enfoncent obliquement dans la masse de l’épiderme, au sein des follicules. C’est alors le vrai acte de naissance des cheveux, la fin du septième mois de gestation. La formation des cheveux dans la vie intra-utérine est donc de quatre mois.

 Les cheveux ont une durée de vie variable : ceux qui sont situés autour de la tête vivent environ 7 ans alors que ceux situés sur la tête vivent seulement quatre ans.

Nous perdons environs 30 à 50 cheveux par jour. C’est le renouvellement normal de la chevelure et non une chute pathologique. Les cheveux se forment, vivent, meurent et tombent selon un cycle immuable, de notre naissance à notre mort. A 75 ans, on considère que nos cheveux se sont entièrement renouvelés entre dix et quinze fois.

 

                        2- Variations de la pousse des cheveux

 

            Les cheveux poussent d’environ 0,5 mm/jour mais cette pousse varie suivant plusieurs paramètres :

- ils poussent plus vite l’été que l’hiver à cause la chaleur ;

- les cheveux poussent plus vite la nuit que le jour ;

- ils poussent plus vite chez la femme que chez l’homme ;

- Ils poussent moins vite lorsque l’on vieillit, dès le début de la trentaine ; c’est entre 15 et 30 ans que les cheveux poussent le plus vite.

 

                        3) Les trois phases de la vie d’un cheveu

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Durant sa vie, le cheveu connaît trois phases de développement de durées très inégales :

- La phase anagène est la phase active du cheveu, celle pendant laquelle il vit et pousse régulièrement. Elle dure de 4 à 7 ans. Les cellules germinales (cellules susceptibles de former des gamètes) qui entourent la papille du bulbe de la racine du cheveu fabriquent continuellement la matière permettant au cheveu de vivre et de pousser. Ensuite, la multiplication des cellules germinales s’arrête au fond du follicule. La phase active du cheveu est alors terminée ; une autre commence, qui est beaucoup plus courte.

- La phase catagène : En 15 jours à peine, le bulbe du cheveu disparait (car il n’est plus alimenté à cause de l’interruption des cellules germinatives)  et se transforme à une vitesse accélérée. La papille disparaît, c'est-à-dire que le bulbe creux devient plein ; il se kératinise, se durcit et devient corné. Le cheveu est alors mort ; le follicule se resserre pour expulser le cheveu mort.

- La phase télogène est la phase qui dure trois mois environ et pendant laquelle le cheveu mort est en attente de tomber. Afin de tomber, le cheveu doit être poussé dehors par le nouveau cheveu qui pousse à son tour dans le même follicule et qui va expulser l’ancien. L’expulsion définitive du cheveu mort est facilitée par la traction du brossage et des shampooings (qui servent entre autres à faire tomber les cheveux morts).

 

La répartition des cheveux :

- 85% des cheveux sont en phase anagène

- 1% en phase catagène

- 14% en phase télogène.

 

Commentaires (1)

1. Alexane 04/12/2014

Bonjour, je fais un TPE sur la structure et composition d'un cheveu. J'aimerais faire l'expérience d'extraction de Kératine. Cependant le protocole n'est pas très précis je crois; pouvez-vous me l'expliquer brièvement. Ca me serait d'une grande aide.
Merci d'avance. Voter TPE nous inspire grandement

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