La couleur des cheveux est l’un des phénotypes les plus visibles chez l’homme, allant du noir au brun, en passant par le blond et le roux. Avec l’âge, la production de radicaux libres (stress oxydant) augmente tandis que les mécanismes de défense endogènes diminuent (défenses anti-radicaux). Ce déséquilibre conduit à des dommages progressifs aux structures cellulaires (mélanocytes), entraînant vraisemblablement le phénotype du vieillissement des cheveux qui se manifeste par une diminution de la fonction mélanocytaire, un grisonnement, et une diminution de la production de cheveux ou alopécie.
➠ Physiologie des cheveux
Les cheveux humains sont principalement constitués de protéines (80 à 85 %), de pigments mélaniques (0 à 5 %), d’eau (10 à 13 %) et de lipides (1 à 6 %). La couleur naturelle des tiges capillaires est couplée au cycle de croissance des cheveux. La pigmentation des cheveux et de la peau est une manifestation de la présence de pigments appelés mélanines. La pigmentation des cheveux est régulée par la mélanogénèse folliculaire, dans laquelle le processus consiste en la formation de mélanine dans les mélanosomes par les mélanocytes au cours d’un processus complexe appelé mélanogenèse, puis son transfert aux kératinocytes de la tige pilaire.
Le grisonnement des cheveux, ou canitie, est un phénomène naturel qui survient avec l’âge, mais il peut aussi apparaître plus tôt chez certaines personnes.
A noter : alors que la mélanogenèse épidermique est continue et facilement stimulée après exposition aux rayons UV, la mélanogenèse des follicules pileux est cyclique et étroitement couplée au cycle de croissance des cheveux. Et contrairement à la peau, les UV ont un effet décolorant, pas pigmentant, sur les cheveux.
➥ La mélanogénèse
Les mélanocytes produisent des mélanosomes, des vésicules contenant de la mélanine, le pigment naturel des cheveux. Les mélanocytes interagissent avec les systèmes endocrinien, immunitaire, inflammatoire et nerveux central, et son activité est également régulée par des facteurs extrinsèques tels que le rayonnement ultraviolet, le stress et les médicaments. Le pigment de mélanine joue un rôle essentiel dans la protection contre les effets nocifs du rayonnement ultraviolet et d’autres facteurs de stress environnementaux. Le calcium et la vitamine D jouent des rôles indirects mais importants dans la pigmentation des cheveux, principalement en influençant la fonction des mélanocytes, la différenciation cellulaire et la régulation immunitaire au niveau du follicule pileux.
La mélanogenèse par les mélanocytes est un processus en plusieurs étapes qui commence par la synthèse de L-DOPA à partir de L-Tyrosine, qui nécessite la tyrosine hydroxylase et la tétrahydrobioptérine comme cofacteur. L’enzyme tyrosinase, qui est considérée comme l’enzyme clé de la mélanogenèse, convertit ensuite la DOPA (dihydroxyphénylalanine), par oxydation, en dopaquinone (DQ), qui peut suivre diverses voies pour former l’eumélanine ou la phéomélanine.
🔗 Biology (Basel). 2023 – A Comprehensive Review of Mammalian Pigmentation: Paving the Way for Innovative Hair Colour-Changing Cosmetics
La mélanine est ensuite transférée vers les kératinocytes environnants qui vont proliférer et différencier les tiges capillaires d’origine. Au cours du processus de différenciation, les poils en croissance deviennent pigmentés.
L’inositol est un nutriment nécessaire à la croissance des kératinocytes
La transformation tumorale d’un mélanocyte, cellule capable de produire la mélanine, donne un mélanome.
Diversité de la couleur des cheveux
La diversité de la pigmentation des cheveux repose principalement sur la quantité et le rapport des deux types de mélanine (eumélanine/phéomélanine) incorporés dans les tiges capillaires. Ce rapport est déterminé par la disponibilité de la cystéine. L’eumélanine est principalement le pigment capillaire par défaut, prédominant chez plus de 90 % de la population humaine. Les phénotypes eumélaniques vont du noir, brun foncé, brun moyen, brun clair au blond.
Tous ces phénotypes contiennent de petites quantités, presque constantes, de phéomélanine, les teneurs variables en eumélanine étant responsables des différences visuelles dans la couleur des cheveux. Les cheveux châtain foncé contiendraient de l’eumélanine à 66 % du niveau des cheveux noirs, châtain moyen à 47 %, châtain clair à 40 %, et cheveux blonds à 23 %. Les cheveux roux sont le seul phénotype qui contient des quantités comparables d’eumélanine et de phéomélanine. Il a été proposé que l’activité de l’enzyme TYR, qui est fortement affectée par le pH mélanosomal, et la teneur en cystéine des mélanosomes jouent un rôle essentiel dans la détermination de la quantité et du rapport des deux pigments des cheveux humains.
A noter : Les cations métalliques tels que le manganèse Mn+2, et le cuivre Cu+2 en autres peuvent stimuler l’auto-oxydation de la DOPA en mélanine. Une carence en vitamine B12, en fer et en cuivre, ainsi qu’une malnutrition protéique sévère, ont été associées à l’hypopigmentation des cheveux.
➥ Les kératinocytes
Les kératinocytes sont des cellules épithéliales spécialisées qui produisent la kératine, une protéine fibreuse très résistante de la peau et des cheveux. Bien qu’ils ne produisent pas de mélanine eux-mêmes, ils jouent un rôle essentiel dans la couleur des cheveux par leur relation étroite avec les mélanocytes. Les mélanocytes sont situés en effet à proximité des kératinocytes dans la matrice du cheveu. Les kératinocytes, qui composent la majeure partie du cheveu, reçoivent la mélanine produite par les mélanocytes situés à la base du follicule pileux e c’est ce transfert de pigment qui colore la kératine en formation, et qui donne sa couleur naturelle au cheveu.
Le calcium et la 1,25 dihydroxyvitamine D (1,25(OH)(2)D) régulent la différenciation des kératinocytes. Le calcium plus particulièrement intervient dans la signalisation intracellulaire des kératinocytes et mélanocytes.
La couleur des cheveux dépend principalement de la présence ou de l’absence de pigment mélanique. Les mélanines de la peau et des cheveux sont formées dans des organites cytoplasmiques appelés mélanosomes, produits par les mélanocytes, et sont le produit d’une voie biochimique complexe (mélanogenèse), la tyrosinase étant l’enzyme limitante
➠ Le grisonnement des cheveux
➥ Pourquoi les cheveux deviennent gris ?
Les cheveux tirent leur couleur de la mélanine, un pigment produit par des cellules spécialisées appelées mélanocytes, situées dans le follicule pileux. Avec l’âge, ces cellules subissent du stress oxydatif (accumulation de radicaux libres, notamment du peroxyde d’hydrogène) et une inflammation chronique qui endommagent leur fonction et leur renouvellement.
Avec le temps :
- Les mélanocytes s’affaiblissent ou meurent et donc moins de mélanine est produite.
- Les cheveux repoussent alors gris (mélange de cheveux pigmentés et non pigmentés) ou blancs (absence totale de mélanine).
Le grisonnement des cheveux, également appelé canitie ou achromotrichie, fait partie du processus naturel de vieillissement. La canitie se différencie du vitiligo, qui est une maladie de peau provoquant une dépigmentation de la peau ou de mèches de cheveux. Il apparaît de plus en plus de preuves que les mélanocytes humains, par rapport aux mélanocytes épidermiques, sont plus sensibles au vieillissement chronologique. Le point de vue traditionnel propose que l’épuisement des mélanocytes bulbaires du follicule pileux soit en corrélation avec le stress oxydatif. Les tiges de cheveux du cuir chevelu gris/blanc humain accumulent du peroxyde d’hydrogène H2O2.
🔗 Biol Rev Camb Philos Soc. 2021 – The biology of human hair greying
🔗 Int J Trichology. 2018 – Premature Graying of Hair: Review with Updates
🔗 Int J Trichology. 2009 – Oxidative stress in ageing of hair
L’apparition de cheveux blancs est dûe à l’inactivité des mélanocytes contenus dans le bulbe pileux qui synthétisent la mélanine et à l’accumulation de peroxyde d’hydrogène H202. L’accumulation de peroxyde d’hydrogène a pour origine la diminution de deux enzymes, la catalase et la glutathion péroxydase, qui décompose le H2O2 en eau (H20) et en oxygène (O2), et qui perturbe la formation de la tyrosinase à l’origine de la production de mélanine dans le follicule pileux, responsable entre autres de la couleur des cheveux.
- la catalase : a besoin de sélénium, manganèse et surtout de zinc
- la glutathion péroxydase : a besoin de glutathion et de sélénium
- la méthionine sulfoxyde réductase
Les résultats de la recherche suggèrent que le grisonnement des cheveux séniles est causé par un stress oxydatif médié par H2O2 (peroxyde d’hydrogène). Ce stress oxydatif affecte la réparation de la méthionine sulfoxyde dans les cheveux humains, entraînant le grisonnement des cheveux chez les personnes âgées.
L’étude de Zhang et al. (Harvard, 2020) a montré que le stress aigu active le système nerveux sympathique, libérant de la noradrénaline au niveau des follicules pileux. Cette stimulation provoque la déplétion rapide, irréversible des cellules souches mélanocytaires (MeSCs) responsables de la pigmentation capillaire → cheveux gris permanents. Le récepteur β₂‑adrénergique sur ces cellules est essentiel dans ce mécanisme : son blocage empêche le grisonnement même en présence de stress ou de noradrénaline. Une étude de 2023 sur des souris a utilisé la rhynchophylline, un composé végétal naturel qui bloque partiellement les récepteurs β₂. Résultat : le grisonnement a été réduit de 28,5 % à 8 % malgré l’exposition au stress 🔗 Lien vers l’étude
Le lien sodium faible → noradrénaline élevée, et noradrénaline → dommages pigmentaires est solide.
👉 même si le mécanisme physiologique (sodium → noradrénaline → grisonnement) est plausible en théorie, aucune recherche n’a évalué l’influence du sodium sur l’apparition de cheveux gris. Autrement dit, il n’existe aucune preuve montrant que des apports élevés en sodium retardent ou préviennent réellement les cheveux gris. En l’état actuel des données, il est imprudent et potentiellement dangereux de recommander un régime riche en sodium dans ce but.
La réversibilité temporaire du grisonnement est mise en évidence par plusieurs médicaments et hormones qui induisent repigmentation, indiquant des voies cibles potentielles.
🔗 J Invest Dermatol. 2024 – Human Hair Graying Revisited: Principles, Misconceptions, and Key Research Frontiers
➥ La méthionine
La L-méthionine est un acide aminé soufré essentiel impliquée dans la synthèse de :
– S-adénosyl-méthionine (SAMe)
– homocystéine,
– cystéine et taurine
– gluthathion (GSH)
– carnitine (beta-oxydation)
– créatine
– l’ADN (thymine)
– succinyl-CoA
Les combinaisons de L-cystine et de vitamines B sont traditionnellement utilisées dans les produits en vente libre pour le traitement de la chute des cheveux.
🔗 Clin Cosmet Investig Dermatol. 2020 – L-Cystine-Containing Hair-Growth Formulation Supports Protection, Viability, and Proliferation of Keratinocytes
Les espèces réactives de l’oxygène ont été impliquées dans l’apoptose des mélanocytes des follicules pileux et dans les dommages à l’ADN. Les tiges de cheveux gris/blancs du cuir chevelu humain accumulent du peroxyde d’hydrogène (H2O2) à des concentrations millimolaires. L’expression presque absente de la catalase et de la méthionine sulfoxyde réductase en association avec une perte fonctionnelle de réparation de la méthionine sulfoxyde (Met-S = O) dans l’ensemble du follicule pileux gris et la formation Met-S=O de résidus Met, limite la fonctionnalité de l’enzyme tyrosinase, l’enzyme clé de la mélanogenèse, ce qui conduit à perte progressive de la couleur des cheveux.
La méthionine sulfoxyde, ou sulfoxyde de méthionine, est un dérivé oxydé de la méthionine, un acide α-aminé protéinogène. La perte de méthionine est corrélée à une accumulation de peroxyde d’hydrogène (H2O2) dans les follicules pileux, à une diminution de l’efficacité de la tyrosinase, et à une perte progressive de la couleur naturelle des cheveux. La méthionine est cruciale pour l’augmentation de la concentration intracellulaire de glutathion (GSH), un antioxydant. La promotion de la défense cellulaire médiée par les antioxydants et de la régulation redox est essentielle pour protéger les cellules contre la perte de cellules noires induite par la dopamine par les métabolites de liaison oxydatifs.
🔗 FASEB J. 2009 – Senile hair graying: H2O2-mediated oxidative stress affects human hair color by blunting methionine sulfoxide repair
La diminution de la catalase et de la glutathion peroxydase qui décompose le peroxyde d’hydrogène en eau et en oxygène entraine son accumulation, ce qui perturbe la formation de la tyrosinase à l’origine de la production de mélanine dans le follicule pileux, responsable entre autres de la couleur des cheveux.
Comment protéger ses cheveux ? Adoptez une alimentation riche en antioxydants (fruits rouges, légumes verts, oméga-3), Limitez l’exposition au soleil, au tabac et aux polluants, Prenez soin de votre cuir chevelu avec des soins doux et stimulants, Gérez votre stress avec des techniques de relaxation.
➠ Potentiel thérapeutique
Parmi les différentes options pharmacothérapeutiques, la recommandation de faible grade (2A) est le pantothénate de calcium, le PABA, ou l’association pantothénate de calcium + PABA. L’Anu-tailam est le seul agent à base de plantes évalué en recherche clinique. Enfin, le traitement des pathologies associées a permis de régresser la maladie dans de nombreux cas. L’inositol protège la peau et les cheveux du photovieillissement. Il agit en activant la synthèse du collagène I au niveau des fibroblastes. Sur le plan biologique, l’inositol régule la voie Diacylglycérol/Protéine kinase C (DAG/PKC).
➥ Le pantothénate de calcium
Le pantothénate de calcium est un sel de vitamine B5 (acide pantothénique) qui agit au cœur du cuir chevelu et stimule la croissance capillaire
🔗 Dermathol Ther. 2020 – Premature graying of hair: Risk factors, co-morbid conditions, pharmacotherapy and reversal-A systematic review and meta-analysis
➥ L’inositol
L’inositol est l’une des trois vitamines du groupe B anti-cheveux gris, les deux autres étant l’acide pantothénique et l’acide para-aminobenzoïque (PABA). L’inositol peut favoriser la croissance des cheveux, peut stimuler la production cellulaire et empêcher le stress oxydatif d’endommager les follicules. L’inositol est impliqué dans la prolifération et la différenciation des kératinocytes. Sa diminution peut entraîner un renouvellement cellulaire anormal → psoriasis, sécheresse, desquamation. Le lithium qui inhibe la synthèse d’inositol provoque :
→ perturbation de la signalisation intracellulaire dépendante du système IP₃/DAG.
→ troubles de la kératinisation, inflammation cutanée, anomalies du sébum, perturbation du cycle capillaire.
Une supplémentation en inositol allant jusqu’à 2 000 mg, ainsi que 10 mg d’acide pantothénique et 100 mg de PABA pourrait aider à prévenir le grisonnement des cheveux.
Des études ont démontré que l’inositol était capable d’augmenter la quantité de DAG. À partir de là, la mélanogenèse s’active et une cascade d’événements, tels que l’activation de PKC et la phosphorilation de la tyrosinase, conduit à une augmentation de la quantité de mélanine. Le diacylglycérol (DAG) est un second messager, transducteur de signal, synthétisé à partir des phosphoinositols membranaires. Il agit comme le seul activateur physiologique de la protéine kinase C (PKC) dans un certain nombre de tissus. La protéine kinase C (PKC) correspond en fait à une famille d’enzymes présentes dans les mélanocytes humains. Le système PKC active la tyrosinase, l’enzyme clé dans la synthèse de la mélanine, en phosphorilant son domaine cytoplasmique, en particulier sur les résidus sérine. Lorsqu’il entre en contact avec un mélanocyte, cet actif stimule la production de mélanine en boostant la synthèse de DAG, l’un des principaux messagers secondaires impliqués dans la mélanogénèse. Il stimule aussi le processus de bronzage naturel de la peau.
🔗 Dermathol Ther. 2020 – Premature graying of hair: Risk factors, co-morbid conditions, pharmacotherapy and reversal-A systematic review and meta-analysis
🔗 Human Reproduction. 2002 – D-chiro-inositol is more effective than myo-inositol in preventing folate-resistant mouse neural tube defects.
🔗 Journal of Cell Science. 1994 – Ultraviolet radiation-induced melanogenesis in human melanocytes. Effects of modulating protein kinase C
🔗 Journal of Investigative Dermatology. 1989 – Human melanogenesis is stimulated by diacylglycerol
👉 Le grisonnement des cheveux en résumé
La pigmentation naturelle des cheveux dépend de l’activité des mélanocytes (production de mélanine) et des kératinocytes (structure du cheveu et réception de la mélanine). Le grisonnement des cheveux, ou canitie, est un phénomène naturel qui serait lié au stress oxydatif. La diminution de l’activité de la catalase et de la glutathion peroxydase, qui décompose normalement le peroxyde d’hydrogène H2O2 (eau oxygéné) en eau et en oxygène, entraine son accumulation et par la suite la mort des mélanocytes. Le grisonnement prématuré des cheveux est une affection très fréquente pour laquelle la pharmacothérapie et la réversibilité ne sont pas correctement prises en compte
© Rémy Honoré
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