De quoi sont faits les cheveux ? Comprendre la structure d’un cheveu

Le cheveu est une fibre biologique kératinisée composée principalement de protéines, d’eau, de lipides, de pigments et de minéraux. Seules les structures situées sous la peau sont vivantes ; la partie visible du cheveu est un tissu mort et durci.

Le cheveu est l’un des matériaux biologiques les plus étudiés en science. Chaque cheveu commence sous forme de cellules vivantes à l’intérieur de la peau, puis se durcit pour former une fibre constituée de kératine, une protéine structurelle résistante. Selon Robbins, la fibre capillaire contient environ 65 à 95 % de protéines, le reste étant composé d’eau, de lipides, de pigments de mélanine et de minéraux présents à l’état de traces (Robbins 2012). Comprendre cette structure est important, car la santé des cheveux, les résultats du coiffage, les mécanismes de casse et la perte de cheveux en dépendent tous. Cet article explique la composition du cheveu couche par couche, des acides aminés jusqu’au follicule, selon une structure SEO sémantique afin que chaque question trouve une réponse claire.

Quels sont les principaux composants du cheveu humain ?

La protéine de kératine, l’eau, les lipides, les pigments de mélanine et les minéraux. La kératine prédomine et constitue la charpente mécanique de la fibre.

Le cheveu est un matériau composite, et non une substance unique. La kératine constitue la majeure partie de la fibre et lui confère sa résistance. L’eau occupe la structure interne et influence sa souplesse. Les lipides recouvrent la surface et régulent les échanges d’humidité. Les pigments de mélanine donnent sa couleur au cheveu. Des minéraux tels que le zinc, le cuivre et le calcium sont présents à l’état de traces et contribuent à la stabilité de la fibre (Robbins 2012). Chaque composant joue un rôle distinct et, ensemble, ils expliquent le comportement du cheveu.

Qu’est-ce que la kératine et pourquoi est-elle essentielle aux cheveux ?

La kératine est une protéine structurelle fibreuse composée d’acides aminés. Grâce à un système unique de liaisons, elle confère aux cheveux leur force, leur élasticité et leur forme.

La kératine appartient à une famille de protéines appelées filaments intermédiaires. L’alpha-kératine, la forme présente dans les cheveux humains, se replie en hélice et s’assemble en fibres résistantes (Bragulla et Homberger, 2009). Un acide aminé contenant du soufre, appelé cystéine, est à l’origine de cette résistance. Deux molécules de cystéine forment un pont disulfure, une liaison croisée qui maintient les chaînes de kératine ensemble. Ce système de liaisons permet aux cheveux de s’étirer, de se plier et de retrouver leur forme initiale. Les traitements chimiques, tels que les permanentes, agissent précisément en rompant puis en reformant ces ponts disulfure (Robbins, 2012). Les cheveux contiennent également des régions semblables à la bêta-kératine, mais l’alpha-kératine prédomine dans le cortex et détermine la plupart des propriétés mécaniques.

Quelles sont les trois couches de la tige capillaire ?

La cuticule, le cortex et la moelle. La cuticule assure la protection, le cortex apporte la résistance et la couleur, tandis que la moelle se trouve au centre et peut parfois être absente.

Une coupe transversale de la tige capillaire révèle trois couches concentriques. Le tableau ci-dessous les résume avant de présenter chacune d’elles en détail.

Qu’est-ce que la cuticule du cheveu ?

La cuticule est la couche protectrice externe constituée de cellules qui se chevauchent, semblables à des écailles. Elle contrôle la manière dont les cheveux réagissent à l’eau, aux produits chimiques, à la chaleur et aux frottements.

La cuticule se compose de cinq à dix couches de cellules plates qui se chevauchent, chacune recouverte d’une membrane lipidique (Robbins 2012). Ces écailles sont orientées de la racine vers la pointe, comme les tuiles d’un toit. Lorsque la cuticule est saine, les écailles restent plaquées, ce qui donne aux cheveux une texture lisse et leur permet de réfléchir la lumière. Des écailles soulevées ou manquantes entraînent rugosité, emmêlements et cassure. La mise en forme à chaud, les traitements chimiques, l’exposition aux UV et les frottements mécaniques soulèvent ces écailles. Une fois la cuticule érodée, le cortex sous-jacent perd sa protection.

Qu’est-ce que le cortex du cheveu ?

Le cortex constitue la majeure partie de la fibre capillaire. Il contient des faisceaux de kératine ainsi que le pigment mélanique, et détermine la force, la texture et la couleur des cheveux.

Le cortex représente environ 90 % de la masse de la fibre capillaire. Des cellules corticales allongées s’étendent parallèlement à la fibre et sont remplies de filaments de kératine reliés entre eux par des ponts disulfure (Bragulla et Homberger 2009). Ces faisceaux de filaments s’assemblent pour former des structures plus grandes appelées macrofibrilles. Le cortex contient également les granules de mélanine responsables de la couleur naturelle des cheveux. Comme il supporte les contraintes mécaniques exercées sur la fibre, les dommages qui l’atteignent se manifestent par une perte de force, des fourches et une diminution de l’élasticité.

Qu’est-ce que la médulla du cheveu ?

La medulla est le cœur central lâche de certains cheveux, composé de cellules et d’espaces remplis d’air. Elle est souvent absente, en particulier dans les cheveux fins ou clairs.

La medulla se trouve au centre de la tige pilaire. Elle est constituée de cellules disposées de manière lâche, avec des poches d’air entre elles (Robbins 2012). Les cheveux épais et drus contiennent généralement une medulla, tandis que les poils fins et duveteux en sont souvent totalement dépourvus. Les scientifiques débattent encore de sa fonction exacte, même si elle pourrait contribuer à rigidifier les fibres épaisses. Sa présence ou son absence permet une classification simple : les cheveux médullés possèdent un cœur central, les cheveux non médullés n’en ont pas.

Quelle est la différence entre la tige et la racine du cheveu ?

La tige est la partie morte visible située au-dessus de la peau. La racine est la partie vivante, en croissance, située à l’intérieur du follicule.

Chaque cheveu possède deux zones anatomiques. La tige pilaire s’étend au-dessus de la surface cutanée et se compose entièrement de cellules durcies et kératinisées. La racine du cheveu se trouve sous la surface de la peau, ancrée dans une structure appelée follicule (NCBI 2023). La racine est la seule partie qui pousse. Une fois que les cellules se kératinisent et remontent dans la tige, elles meurent. Ce fait explique pourquoi couper les cheveux n’a aucune incidence sur leur croissance et pourquoi seule la santé du follicule détermine la formation de nouveaux cheveux.

Quelles structures composent un follicule pileux ?

Le follicule est un mini-organe composé de gaines, de glandes, de muscles et de nerfs. Il produit, lubrifie et permet de percevoir chaque cheveu.

Le follicule contient des régions spécialisées et des structures de soutien :

• Infundibulum : partie supérieure en forme d’entonnoir, située près de la surface de la peau

• Isthme et renflement : zone médiane abritant les cellules souches qui régénèrent le follicule

• Follicule inférieur : zone inférieure contenant le bulbe et la matrice du cheveu

• Gaines épithéliales externe et interne : enveloppes protectrices qui guident la fibre en croissance

• Muscle arrecteur du poil : petit muscle qui redresse le cheveu

• Glande sébacée : produit le sébum, l’huile naturelle qui lubrifie les cheveux et la peau

• Fibres nerveuses : entourent le follicule et détectent le toucher

Ensemble, ces éléments coordonnent la production, la croissance, la sensibilité et la lubrification du cheveu.

Que se passe-t-il à l’intérieur du bulbe pilaire ?

Le bulbe contient la papille dermique et la matrice du cheveu, où les nouvelles cellules se forment, se kératinisent et reçoivent leur pigment.

Le bulbe pilaire constitue la base élargie du follicule. À l’intérieur, la papille dermique est reliée aux vaisseaux sanguins, qui lui fournissent de l’oxygène et des nutriments. Autour de la papille, la matrice pilaire abrite certaines des cellules qui se divisent le plus rapidement dans l’organisme humain (Schneider, Schmidt-Ullrich et Paus 2009). Les cellules matricielles se multiplient, remontent, se chargent de kératine, puis se durcissent. Lors de leur formation, les mélanocytes leur injectent de la mélanine. Il en résulte un flux continu de cellules kératinisées qui émergent pour former la tige pilaire.

Comment se forme une nouvelle fibre capillaire ?

Les cellules matricielles se divisent, se différencient, se chargent de kératine et remontent sous forme de cellules mortes et durcies qui constituent la tige visible.

Le processus suit une séquence bien définie. Les cellules matricielles situées près de la papille dermique se divisent rapidement. En remontant, elles activent les gènes de la kératine, perdent leur noyau et meurent. La kératinisation durcit chaque cellule, tandis que les cellules empilées se compriment pour former une fibre solide (Bragulla et Homberger 2009). Le cheveu traverse ensuite le canal folliculaire et émerge à la surface de la peau. La tige visible ne contient aucune cellule vivante, aucun apport sanguin ni aucun nerf.

Qu’est-ce qui détermine la couleur des cheveux ?

Les mélanocytes produisent deux pigments, l’eumélanine et la phéomélanine. Leur proportion détermine toutes les couleurs naturelles des cheveux.

Les mélanocytes du bulbe pilaire produisent de la mélanine et la transfèrent aux cellules capillaires en formation (Schneider, Schmidt-Ullrich et Paus 2009). L’eumélanine produit les nuances brunes et noires. La phéomélanine produit les nuances rousses et jaunes. Les cheveux noirs contiennent une forte concentration d’eumélanine ; les cheveux blonds contiennent peu de ces deux pigments ; les cheveux roux contiennent une grande quantité de phéomélanine. Avec l’âge, les mélanocytes ralentissent leur production, la pigmentation s’estompe et les cheveux paraissent gris ou blancs. Les changements structurels au sein des fibres vieillissantes diffusent également la lumière, ce qui accentue l’aspect argenté (Robbins 2012).

Pourquoi certains cheveux sont-ils raides et d’autres bouclés ?

La forme du follicule détermine la section transversale du cheveu. Les tiges rondes poussent droites ; les tiges ovales ou irrégulières poussent en formant des boucles.

Un follicule droit produit une fibre ronde qui pousse uniformément dans toutes les directions. Un follicule asymétrique ou incurvé produit une section transversale ovale ou aplatie ; la croissance inégale selon cette forme courbe la fibre et crée une boucle (Thibaut et al. 2005). Les cheveux très crépus présentent généralement une section fortement aplatie et un follicule incurvé. Il s’agit d’une différence structurelle, et non d’une différence dans la composition de la kératine : c’est pourquoi la forme de la boucle se crée avant même que le cheveu ne sorte de la peau.

Qu’est-ce qui donne aux cheveux leur force et leur souplesse ?

Les faisceaux de kératine reliés par des ponts disulfure à l’intérieur du cortex confèrent aux cheveux force et élasticité. La détérioration de ces ponts réduit ces deux propriétés.

Le cortex contient des filaments de kératine intégrés dans une matrice protéique. Les ponts disulfure entre les unités de cystéine, ainsi que des liaisons hydrogène et salines plus faibles, maintiennent ce réseau (Robbins 2012). Les liaisons hydrogène se rompent facilement au contact de l’eau et de la chaleur, ce qui permet aux cheveux de s’étirer lors du coiffage, puis de se reformer lorsque les cheveux sèchent. Les ponts disulfure résistent à l’eau et assurent la forme permanente du cheveu. Les produits décolorants et défrisants attaquent ces ponts solides, ce qui explique pourquoi les cheveux traités chimiquement s’affaiblissent et cassent plus facilement.

Comment l’eau, les lipides et les minéraux influencent-ils la structure des cheveux ?

L’eau contrôle la souplesse, les lipides protègent la surface et limitent la perte d’hydratation, tandis que les minéraux stabilisent la fibre.

L’eau pénètre dans le cortex et agit comme un plastifiant, maintenant les cheveux souples. Les cheveux secs absorbent l’humidité et gonflent ; lorsqu’ils sont très mouillés, ils peuvent s’étirer jusqu’à 30 % de leur longueur (Robbins 2012). Les lipides forment une barrière protectrice sur la cuticule et ralentissent les échanges d’eau. Le sébum produit par la glande sébacée se répartit le long de la tige et réduit les frottements. Des minéraux tels que le calcium, le magnésium et le fer se lient à la kératine et influencent la texture et la rigidité. L’eau calcaire laisse des dépôts minéraux qui rendent les cheveux rêches : il s’agit d’une cause chimique aux conséquences physiques.

Quel est le cycle de croissance des cheveux et quel est le lien avec leur structure ?

Les cheveux poussent selon des phases répétées : anagène, catagène, télogène et exogène. Après la chute du cheveu, le follicule régénère chaque nouvelle tige.

Le cycle détermine si un follicule produit un cheveu, se met au repos ou le libère.

Il est normal de perdre 50 à 100 cheveux par jour (NCBI 2023). Une chute excessive survient lorsque les follicules sont endommagés ou lorsque de nombreux cheveux entrent simultanément en phase télogène, comme dans l’effluvium télogène. Les problèmes structurels de la tige et les troubles folliculaires sont de nature différente, ce qui conduit à une distinction importante.

Les dommages causés à une fibre capillaire peuvent-ils être inversés ?

Non. La tige est constituée de tissu mort et ne peut pas se réparer biologiquement. Les soins revitalisants peuvent uniquement masquer les dommages.

Une fois que les cellules kératinisées se sont solidifiées et sont mortes, l’organisme ne peut pas les reconstituer. Les pointes fourchues ne peuvent pas se ressouder et les liaisons disulfure rompues dans la tige ne peuvent pas se régénérer (Robbins 2012). Les soins revitalisants cosmétiques recouvrent la fibre, lissent la cuticule et améliorent temporairement l’apparence. La véritable restauration ne se produit que dans le follicule, où se forme un nouveau cheveu intact. C’est pourquoi la prévention des dommages, grâce à des gestes doux, à une protection contre la chaleur et à une utilisation modérée des produits chimiques, est plus importante que leur réparation.

Quel est le lien entre la structure du cheveu et la chute des cheveux ?

La chute des cheveux est un problème folliculaire, et non un problème de tige. Des follicules endommagés ou des cycles perturbés réduisent la production de nouveaux cheveux.

Une tige rêche et cassée affecte l’apparence, mais pas la croissance. La chute des cheveux commence dans le follicule : l’alopécie androgénétique rétrécit les follicules au fil des cycles, la pelade attaque les follicules avec des cellules immunitaires et l’effluvium télogène fait entrer prématurément les cheveux en phase de repos (Schneider, Schmidt-Ullrich et Paus 2009). L’évaluation de toute chute de cheveux nécessite d’examiner la biologie des follicules, le déroulement du cycle et la santé du cuir chevelu, car seul le follicule détermine si un nouveau cheveu pourra pousser.

Questions fréquemment posées sur la structure du cheveu

Les cheveux sont-ils entièrement composés de kératine ?

Non. La kératine est majoritaire, mais l’eau, les lipides, la mélanine et les minéraux composent également la fibre. La composition exacte varie d’une personne à l’autre (Robbins 2012).

La tige capillaire est-elle un tissu vivant ?

Non. Les cellules de la tige se kératinisent et meurent avant de quitter le follicule. Seules la racine et le bulbe contiennent des cellules vivantes.

Quelle est la partie la plus résistante d’un cheveu ?

Le cortex, car ses faisceaux de kératine et ses liaisons disulfure supportent la charge mécanique de la fibre.

Tous les cheveux ont-ils une médulla ?

Non. Les cheveux épais en ont généralement une ; les cheveux fins en sont souvent dépourvus.

Où trouve-t-on la mélanine dans le cheveu ?

À l’intérieur des cellules du cortex, où elle est déposée par les mélanocytes du bulbe pendant la formation du cheveu.

Qu’est-ce qui rend les cheveux bouclés ou raides ?

La forme du follicule et la section transversale de la tige. Les tiges ovales forment des boucles, tandis que les tiges rondes restent raides (Thibaut et al. 2005).

Pourquoi les cheveux deviennent-ils gris ou blancs ?

Avec l’âge, les mélanocytes ralentissent leur production de mélanine, tandis que des changements structurels au sein de la fibre diffusent la lumière.

Les cheveux abîmés peuvent-ils se réparer d’eux-mêmes ?

Non. La tige capillaire ne peut pas se régénérer, même si le follicule produit continuellement de nouveaux cheveux.

La composition des cheveux diffère-t-elle d’une personne à l’autre ?

Oui. La pigmentation, la teneur en lipides et les niveaux de minéraux varient selon la génétique, l’âge, l’alimentation et l’environnement.

Quelle partie du cheveu est responsable de sa croissance ?

La matrice pilaire située dans le bulbe, nourrie par la papille dermique.

Conclusion : comprendre la structure du cheveu pour expliquer sa santé

Le cheveu est une fibre kératinisée composée d’une cuticule, d’un cortex et d’une moelle, produite par un follicule vivant qui alterne des phases de croissance et de repos.

Le cheveu fonctionne simultanément à quatre niveaux : au niveau chimique, avec la kératine, l’eau, les lipides, les pigments et les minéraux ; au niveau de la fibre, avec la cuticule, le cortex et la moelle ; au niveau folliculaire, avec la racine, le bulbe, la matrice et la papille dermique ; et au niveau biologique, avec la production cellulaire, la kératinisation, la pigmentation et le cycle de croissance. La fibre visible est une structure morte qui ne peut pas se réparer, tandis que le follicule, caché sous la peau, détermine chaque futur cheveu. Cette distinction explique pratiquement toutes les questions courantes sur les cheveux, notamment pourquoi un après-shampoing ne peut pas réparer les pointes fourchues et pourquoi les traitements contre la chute ciblent le cuir chevelu, et non la tige capillaire.

Références

Bragulla, Hermann H., et Dominique G. Homberger. « Structure et fonctions des protéines de kératine dans les épithéliums simples, stratifiés, kératinisés et cornifiés. » Journal of Anatomy, vol. 214, n° 4, 2009, p. 516–559.

NCBI. « Anatomie, follicule pileux. » StatPearls, National Center for Biotechnology Information, 2023.

Robbins, Clarence R. Chemical and Physical Behavior of Human Hair . 5e éd., Springer, 2012.

Schneider, Marlon R., Ruth Schmidt-Ullrich et Ralf Paus. « Le follicule pileux, un mini-organe dynamique. » Current Biology, vol. 19, n° 3, 2009, p. R132–R142.

Thibaut, Stanislas, et al. « La forme du cheveu humain est programmée à partir du bulbe. » British Journal of Dermatology, vol. 152, n° 4, 2005, p. 632–638.