> 20 novembre 2023
La kératine a été longtemps exploitée sans le savoir. Avant que l’on ne connaisse exactement la nature chimique des molécules constitutives de la peau des animaux, de la laine du mouton ou du fanon de baleine, on a, avec dextérité et expertise, employé ces matériaux afin d’en faire des éléments de la parure, depuis la peau, qui masque le corps, jusqu’au corset qui modifie l’aspect du corps. Il a fallu attendre la moitié du XIXe pour comprendre la nature chimique de cette molécule présente dans toutes sortes de structures cornées, allant de la peau humaine, au poil de cochon, en passant par la plume de volatile. Une protéine ou plutôt des protéines, constituées d’un assemblage d’acides aminés. Des molécules différentes selon leur localisation, leur fonctionnalité ! Des molécules natives ou hydrolysées qui sont incorporées majoritairement dans des produits capillaires...1,2 De quoi avoir envie de tirer sur le fil afin de dévider la pelote et de connaître l’histoire de cette famille d’ingrédients issue du « poil » et qui tend à y revenir coûte que coûte !
Des sources de kératine très exploitées par le passé
Les tissus et structures kératinisées ont été très employées par le passé, un passé très ancien ou un passé plus récent. On pensera à l’Homme de la Préhistoire qui se vêt de peaux de bêtes. Les poils des mammifères sont utilisés pour faire de la couture. Les cornes et sabots pour forger une vaisselle rudimentaire et rustique.
Tout un commerce se développe au fil des siècles afin d’exploiter la kératine (que l’on ne nomme pas encore) issue de toutes sortes d’animaux. On réalise ainsi aussi bien des peignes en carapace de tortue, que des oreillers en plumes ou des corsets dont les baleines - les bien nommées - sont obtenues à partir des fanons de baleine.3
Et puis, également, toutes sortes de remèdes (le journal de Jean Héroard, médecin de Louis XIII fait ainsi mention d’une préparation complexe à base de cornes de cerf et de divers autres ingrédients comme des perles ou du corail)4 et de cosmétiques (dentifrices en poudre à la corne de cerfs râpée)5 seront mis au point au fil des siècles, avec amour, et selon l’idée simple que ce qui fait la parure de l’animal ne peut que faire du bien à la parure (les dents, la peau, les cheveux) de l’Homme !
La kératine, l’équivalent de la prose de M. Jourdain jusqu’à la moitié du XIXe siècle
Si les structures cornées de tout poil ont pu être utilisées pour toutes sortes d’application au cours des siècles et même des millénaires, il faudra attendre le milieu du XIXe siècle pour voir apparaître dans un dictionnaire - le dictionnaire de médecine de Littré et Robin - le mot kératine dont l’étymologie grecque est évidente (mot tiré de keras, keratos : corne, matière cornée).6
Entre 1880 et 1920, on voit se multiplier les publications scientifiques visant à mieux connaître la composition de la kératine capillaire. Il en ressort que cette protéine est riche en soufre (et en particulier en acide aminé soufré, la cystéine).7 On s’intéresse également à la composition de la laine du mouton, en traitant celle-ci par un thioglycolate. Il semble bien que le caractère résistant de la protéine obtenue soit à mettre en lien avec sa richesse en soufre.8
La kératine est aussi mise en valeur par le célèbre Dr Unna, dans un congrès médical à Hambourg en 1884.9 Ce « résidu de la digestion artificielle des matières cornées (corne, os râpés et surtout tiges de plumes) » présente la caractéristique d’être « insoluble dans les acides et très solubles dans les alcalis », ce qui donne l’idée au médecin ingénieux d’exploiter cette matière première afin de protéger les pilules de l’acidité du suc gastrique.10 Afin, non pas de dorer la pilule (l’idée est ici la même puisqu’il s’agissait d’y déposer une couche d’or protectrice),11 mais de la « kératiniser », le professeur Unna propose de dissoudre la kératine dans de l’ammoniaque (solution aqueuse d’ammoniac), de l’appliquer sur les pilules, puis d’évaporer l’ammoniac.10 En deux temps trois mouvements, l’enrobage est ainsi réalisé !
La kératine, une protéine sous-exploitée à l’heure actuelle
Amin Shavandi se désespère en voyant les tonnes de matières premières qui sont jetées, gaspillées. La kératine, constituant majoritaire de la laine (elle représente 95 % de celle-ci), des cheveux, des ongles, des sabots, des plumes (elle représente 90 % de celles-ci)12 et des cornes, est l'une des sources de protéines les plus abondantes et les moins exploitées. Bien sûr, la laine permet de fabriquer des vêtements et des tissus d’ameublement et à ce titre il faut avoir à l’esprit que plus de 2,5 millions de tonnes de laine sont produites chaque année dans le monde, l'Australie, la Chine, la Nouvelle-Zélande, l'Iran et l'Argentine étant les cinq principaux producteurs de laine. Toutefois, si la laine de bonne qualité est largement utilisée dans le secteur de la mode, il n’en est pas de même de la laine de moindre qualité, récoltée quotidiennement dans les abattoirs. Et que dire des 65 millions de tonnes de plumes produites par an, qui ne peuvent tout de même pas toutes finir leur vie dans les duvets, oreillers ou couettes… Toutes ces sources de kératine finissent le plus souvent dans le tas de déchets, ce qui est déplorable eu égard aux applications potentielles de cette protéine comme principe actif (agent cicatrisant dans le domaine cutané ou ophtalmologique) ou comme excipient (en tant que vecteur de principe actif)13 ou en tant qu’ingrédient cosmétique.
La kératine, un nom simple pour une famille de protéines complexes
Il faut se rappeler que l’on trouve de la kératine dans le cytoplasme des cellules animales. C’est ce que l’on appelle des éléments du cytosquelette.14 Et puis, il y en a, bien sûr, dans la peau et dans les cheveux.
Il existe une trentaine de kératines de poids moléculaires différents compris, entre 40 et 70 kDa. On distinguera, bien sûr, les kératines épithéliales (retrouver dans les tissus épithéliaux), des kératines capillaires (retrouvées dans les cheveux).15
La kératine dans le domaine cosmétique, un ingrédient multiple !
Il convient de bien poser la situation en rappelant que la kératine d’origine humaine ne peut pas être employée dans le domaine cosmétique. On trouvera dans l’Annexe II (les substances interdites) au numéro 416 la justification de cette interdiction (sont interdits les « cellules, tissus ou produits d’origine humaine »),16 ce qui ferme la porte de manière définitive à l’emploi d’acides aminés issus de l’hydrolyse de la kératine capillaire (hair keratin amino acids)17 ou de tout autre extrait divers ou varié à base de kératine humaine.18
Alors, comment faire ? Eh bien, il faut se référer à l’inventaire européen et constater que l’on est, tout à fait, en droit d’incorporer dans un cosmétique de la kératine (nom INCI : keratin) (Description des Kératines : Protéines fibreuses naturelles présentes chez les vertébrés. Ils contiennent tous les acides aminés courants et se caractérisent par une teneur élevée en cystine),19 dès lors qu’elle n’est pas d’origine humaine. Il conviendra donc de rechercher, dans la nature, des sources de kératine (de la vraie !), afin de pouvoir la revendiquer.
C’est le cas, par exemple, des actifs Kerat’innov, obtenus à partir de la laine de mouton.20 On peut également utiliser de la kératine issue du sabot ou des cornes de bovins, de la laine de chèvres (cachemire) ou de plumes de poulets.21
Il ne faut pas oublier non plus les hydrolysats de kératine, obtenus par voie biotechnologique, à l’aide de souches produisant des kératinases.22,23 Ces hydrolysats sont présentés par l’inventaire européen comme des ingrédients « antistatiques, filmogènes, conditionneurs cutané et capillaire, humectants ».24
Attention à ne pas confondre la kératine avec les substituts de kératines (parfois appelés phyto-kératines). La Morpho-kératine de Kérastase (groupe L’Oréal)25 en est un bon exemple. On peut imaginer que, derrière cette appellation, se cache l’ingrédient dont le nom INCI est : hydroxypropyltrimonium hydrolyzed wheat protein. Cet hydrolysat de protéine de blé modifié (il s’agit d’un tensioactif cationique à effet antistatique et conditionneur)26 permet effectivement de se fixer sur la fibre capillaire, la protégeant ainsi. Il ne s’agit, toutefois, pas de kératine.
La kératine dans un shampooing, une sorte de perruque cosmétique !
La kératine est un actif qui présente peu d’affinités… pour elle-même ! Il est donc important de mettre en œuvre différentes techniques, afin de faciliter le contact entre la fibre capillaire et la kératine véhiculée dans le cosmétique. Pour cela, les chercheurs s’activent et réussissent à modifier la kératine naturelle, afin de créer des groupements sulfhydriles capables d’assurer une fixation optimale.27
Très intéressante aussi cette publication italienne de 2020, qui présente les avantages d’administrer la kératine au niveau capillaire via l’utilisation de nanotubes de kaolin. L’application d’une préparation renfermant 1 % d’actif permet de couvrir 50 à 60 % de la surface capillaire. De cette façon, la kératine du cheveu (la vraie, pas celle contenue dans le cosmétique) est protégée des effets délétères des UV, tests à l’appui (dosage de l’acide cystéique avec inhibition de sa production).28 Il semble bien que l’on ait réussi à mettre au point une sorte de perruque cosmétique qui se visse sur la tête et ne risque pas d’être soulevée par le vent, une perruque cosmétique qui exerce un rôle protecteur de la kératine naturelle !
Des nanoparticules de kératine ont également vues le jour dans l’optique de renforcer le cheveu.29
Et puis, des hydrolysats de kératine sont également très étudiés. Ils participent à la restauration de l’intégrité de la fibre capillaire, en permettant de sceller les écailles de la cuticule.30 Les peptides constitutifs de ces hydrolysats sont adaptés aux cheveux « défrisés, fragilisés », permanentés, colorés ;31 on peut les qualifier d’agents « fortifiants » de la fibre capillaire,32 dans la mesure où un grand nombre d’entre eux possèdent une excellente affinité avec celle-ci.33
La kératine ou l’hydrolysat de kératine dans une crème de jour, une sorte de moumoute cosmétique
On prendra, bien sûr, dans ce cas-là le terme de moumoute dans le sens d’une fourrure de mouton et non en tant que perruque, postiche !
En 2017, des chercheurs tchèques ont souhaité mettre en avant les propriétés bénéfiques d’un hydrolysat de kératine au niveau cutané (ces chercheurs ont constaté que ce type d’actifs était utilisé de manière empirique, sans qu’il y ait une importante bibliographie pour corroborer cet emploi). Ils ont pour cela incorporé des pourcentages croissants d’hydrolysat de kératine (2, 4, 6 %) dans une pommade, puis déterminé le caractère hydratant de cette préparation sur un échantillon de 10 volontaires. Augmentation du taux d’hydratation cutanée (l'ajout de 2 % d'hydrolysat de kératine dans une pommade entraîne une augmentation de près de 10 % du niveau d’hydratation de la couche cornée.) et réduction de la perte en eau transépidermique (l'ajout de 4 % d’hydrolysat de kératine dans une pommade va dans le sens d’une diminution de 20 % de la perte d'eau trans-épidermique). En conclusion, on peut dire que cet hydrolysat de kératine fonctionne à la fois comme un agent humectant (ceci concerne la fraction de l’hydrolysat dont le poids moléculaire permet le passage transcutané) et comme un agent occlusif (ceci concerne la fraction de l’hydrolysat qui reste à la surface de la peau et exerce un rôle occlusif du fait d’un poids moléculaire élevé).34 La comparaison avec la moumoute est donc parfaite ! On remarquera, toutefois, qu’une équipe espagnole avait déjà obtenu des résultats similaires en 2008 !35
En Israël, on va plus loin encore que la moumoute, en proposant un film à base de glycérine, de kératine de chèvre (cachemire) et de mélanine de synthèse (Sigma), afin de « fabriquer » une « seconde peau » à usage médical ou cosmétique !36
La kératine dans les mascaras, les produits d’hygiène, une présence anecdotique
Il semblerait que les hydrolysats de kératine soient également retrouvés dans des mascaras à la dose de 0,2 % et dans des produits d’hygiène à hauteur de 0,028 %.37 Une présence anecdotique, donc !
La kératine, les hydrolysats de kératine, allergénicité
La kératine semble plutôt bien tolérée. Des cas d’allergie, en revanche, sont documentés, dans le cas de l’utilisation topique d’hydrolysats de kératine, chez des coiffeurs et des personnes souffrant de dermatite atopique.38
Question subsidiaire : faut-il consommer de la cystéine pour avoir de beaux cheveux ?
En 1930 déjà, John Barritt, Albert Theodore King et James Nichol Pickard concentrent leurs efforts sur les lapins Angora, en investissant dans un élevage. Le but est de soumettre ces charmantes petites bêtes à divers menus (enrichis ou non en cystéine), afin de démontrer l’influence ou non d’un régime soufré sur la pousse pilaire. Contre toute attente, la réponse est non. L’alimentation semble sans effet sur la qualité du poil obtenu.39
En 2016, Suzanna Sabina Goluch-Koniuszy est loin d’être de cet avis. Pour elle, il est important de surveiller l’alimentation de la femme ménopausée (on n’est plus dans le cadre d’un élevage de lapins), afin que celle-ci ne souffre pas de ses cheveux ! Elle nous présente ainsi la cystéine, la méthionine, les minéraux, les vitamines comme des cocktails indispensables pour la bonne santé capillaire .40
La kératine, en bref
On pensait faire rapidement le tour de cet ingrédient-phare des préparations capillaires… cela n’a pas été le cas, tant il y a de choses à dire à son sujet. On l’aura compris, cette kératine ne demande qu’à être exploitée à partir de tous les déchets animaux produits par l’industrie agro-alimentaire. De l’up-cycling vertueux, qui permet de traiter avec humanité une substance imputrescible, qui résiste à tout et a du mal à être éliminée. Pour caparaçonner sa peau et ses cheveux, pour restaurer sa beauté à un capillaire défraichi… bref, pour reprendre du poil de la bête d’un point de vue esthétique, la meilleure solution semble bien de récolter les poils… de quelques bêtes et bestioles !
Bibliographie
1 https://incibeauty.com/ingredients/16604-keratin
2 https://incibeauty.com/ingredients/12284-hydrolyzed-keratin
3 Bragulla HH, Homberger DG. Structure and functions of keratin proteins in simple, stratified, keratinized and cornified epithelia. J Anat. 2009 Apr;214(4):516-59
4 https://www.persee.fr/doc/pharm_0035-2349_1995_num_83_304_4209
7 Lucas CC, Beveridge JM. The analysis of hair keratin: A method for the quantitative removal of cystine from keratin hydrolysates. Biochem J. 1940 Nov;34(10-11):1356-66
8 Pillemer L, Ecker EE, Wells JR. THE SPECIFICITY OF KERATINS. J Exp Med. 1939 Jan 31;69(2):191-7
8 https://www.persee.fr/doc/pharm_0035-2349_2005_num_93_345_5758
10 Gilbert A. & Yvon P., Formulaire de thérapeutique et de pharmacologie, Doin Ed, Paris, 1905, 827 pages
11 https://www.persee.fr/doc/pharm_0035-2349_2005_num_93_345_5758
12 Chen H, Gao S, Li Y, Xu HJ, Li W, Wang J, Zhang Y. Valorization of Livestock Keratin Waste: Application in Agricultural Fields. Int J Environ Res Public Health. 2022 May 30;19(11):6681
13 Shavandi A, Silva TH, Bekhit AA, Bekhit AEA. Keratin: dissolution, extraction and biomedical application. Biomater Sci. 2017 Aug 22;5(9):1699-1735
14 Albers KM. Keratin biochemistry. Clin Dermatol. 1996 Jul-Aug;14(4):309-20
15 Cashman MW, Sloan SB. Nutrition and nail disease. Clin Dermatol. 2010 Jul-Aug;28(4):420-5
16 https://eur-lex.europa.eu/legal-content/FR/TXT/PDF/?uri=CELEX:02009R1223-20221217&from=FR
17 https://ec.europa.eu/growth/tools-databases/cosing/index.cfm?fuseaction=search.details_v2&id=84626
18 https://ec.europa.eu/growth/tools-databases/cosing/index.cfm?fuseaction=search.details_v2&id=96961
19 https://ec.europa.eu/growth/tools-databases/cosing/index.cfm?fuseaction=search.details_v2&id=34796
20 https://keratinnov.fr/quels-sont-les-differents-types-de-keratine/
21 Burnett CL, Bergfeld WF, Belsito DV, Hill RA, Klaassen CD, Liebler DC, Marks JG Jr, Shank RC, Slaga TJ, Snyder PW, Gill LJ, Heldreth B. Safety Assessment of Keratin and Keratin-Derived Ingredients as Used in Cosmetics. Int J Toxicol. 2021 Oct;40(2_suppl):36S-51S
22 Nnolim NE, Udenigwe CC, Okoh AI, Nwodo UU. Microbial Keratinase: Next Generation Green Catalyst and Prospective Applications. Front Microbiol. 2020 Dec 18;11:580164
23 Jin HS, Park SY, Kim K, Lee YJ, Nam GW, Kang NJ, Lee DW. Development of a keratinase activity assay using recombinant chicken feather keratin substrates. PLoS One. 2017 Feb 23;12(2):e0172712
24 https://ec.europa.eu/growth/tools-databases/cosing/index.cfm?fuseaction=search.details_v2&id=34437
25 https://www.kerastase.fr/gammes-et-produits/gammes/fluidealiste/keratine-thermique/KER_00035.html
26 https://ec.europa.eu/growth/tools-databases/cosing/index.cfm?fuseaction=search.details_v2&id=76883
27 Leichner C, Steinbring C, Baus RA, Baecker D, Gust R, Bernkop-Schnürch A. Reactive keratin derivatives: A promising strategy for covalent binding to hair. J Colloid Interface Sci. 2019 Jan 15;534:533-541
28 Cavallaro G, Milioto S, Konnova S, Fakhrullina G, Akhatova F, Lazzara G, Fakhrullin R, Lvov Y. Halloysite/Keratin Nanocomposite for Human Hair Photoprotection Coating. ACS Appl Mater Interfaces. 2020 May 27;12(21):24348-24362
29 Tinoco A, Gonçalves J, Silva C, Loureiro A, Gomes AC, Cavaco-Paulo A, Ribeiro A. Keratin-based particles for protection and restoration of hair properties. Int J Cosmet Sci. 2018 Aug;40(4):408-419
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39 Barritt J, King AT, Pickard JN. The effects of cystine diet on keratin composition in rabbit wool. Biochem J. 1930;24(4):1061-5
40 Goluch-Koniuszy ZS. Nutrition of women with hair loss problem during the period of menopause. Prz Menopauzalny. 2016 Mar;15(1):56-61
Composition
Kératine termique – Lait lissant disciplinant à base de morpho-kératine et de céramides 1000 et R : Aqua, C12-16 isoparaffin, dimethicone, polyacrylamide, C13-14 isoparaffin, phenoxyethanol, amodimethicone, laureth-7, 2-oleamido 1,3 octadecanediol, benzyl salicylate, trideceth-5, arginine, glutamic acid, chlorhexidine digluconate, benzyl alcohol, serine, hydroxypropyltrimonium hydrolyzed wheat protein, tridecet-10, linalool, xylose, alpha-isomethyl ionone, geraniol, citronellol, cinnamyl alcohol, parfum.
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