Cheveux gris atypiques: dépigmentation des cheveux due au stress

Dans la vie de tous les jours, il y a une expression courante «grisonner de peur». Ses diverses interprétations se retrouvent dans les films, la littérature et même l'animation. En règle générale, nous percevons cette phrase comme un moyen d'hyperboliser la situation qui se produit avec le personnage, mais même en elle, il y a une implication scientifique. Des scientifiques de Harvard (USA) ont effectué une série de tests avec des souris de laboratoire, qui ont montré qu'un certain niveau de stress dans des situations de «course ou combat» entraîne des dommages irréversibles aux cellules souches régénératrices de pigments dans les follicules pileux. Quels types de tests ont été effectués, que se passe-t-il exactement avec les cheveux grisonnants dus au stress et quel est l'avenir de cette étude? Nous en apprenons sur le rapport des scientifiques. Allons-y.

Base d'étude

L'histoire est pleine de cas où une personne est devenue grise du stress. Par exemple, des contemporains de Marie-Antoinette ont écrit qu'elle est devenue grise pendant la nuit de la Révolution française. Cependant, ces affirmations, si elles sont vraies, sont le résultat d'observations empiriques et non de recherches scientifiques. Un phénomène similaire (cheveux gris du stress) a été considéré comme assez rare, par conséquent, une attention particulière n'a pas été trouvée dans la communauté scientifique. Néanmoins, dans les travaux que nous envisageons aujourd'hui, les scientifiques ont établi la vérité de ce phénomène en menant des expériences sur des souris.

Il a été constaté que le grisonnement des poils chez la souris causé par un stress sévère se produit en raison de l'épuisement rapide des cellules souches des mélanocytes * .

Les mélanocytes * sont des cellules de la peau qui produisent le pigment mélanine.

Les scientifiques ont utilisé une combinaison de plusieurs méthodes ( surrénalectomie * , dénervation * , chimiogénétique * , ablation des cellules et désactivation des adrénorécepteurs * ) pour confirmer que la perte induite par le stress des cellules souches des mélanocytes est indépendante de l'attaque immunitaire ou des hormones de stress surrénaliennes.

Surrénalectomie * - ablation chirurgicale d'une ou deux glandes surrénales.

Dénervation * - une violation intentionnelle de la connexion d'un organe ou d'un tissu d'un organisme avec son système nerveux.

Chemogenetics * - les processus de construction de macromolécules pour l'interaction avec de petites molécules précédemment inconnues.

Ablation * - ablation ou cautérisation d'une zone spécifique de tissu d'un organe particulier.

Récepteurs adrénergiques * - récepteurs pour les substances adrénergiques, c.-à-d. réagissant à l'adrénaline et à la noradrénaline.

En fait, le grisonnement se produit en raison de l'activation des nerfs sympathiques qui innervent la niche des cellules souches des mélanocytes. Sous le stress, l'activation de ces nerfs sympathiques conduit à la libération du neurotransmetteur noradrénaline (également connue sous le nom de noradrénaline). Et cela conduit à une prolifération rapide (reproduction par division) des cellules souches silencieuses des mélanocytes et s'accompagne de leur différenciation, migration et épuisement constant. Si la prolifération des cellules souches des mélanocytes est supprimée, le grisonnement des cheveux causé par le stress peut être prévenu avec succès.

Le follicule pileux contient deux populations de cellules souches: les cellules souches du follicule pileux (HFSC), qui sont des tissus épithéliaux, et les cellules souches mélanocytaires (MeSC), qui proviennent de la crête neurale. HFSC et MeSC sont généralement au repos, à l'exception de l'anagène précoce (phase de croissance active), lorsqu'ils sont activés simultanément pour régénérer les cheveux pigmentés. L'activation HFSC produit un nouveau follicule pileux, tandis que l'activation MeSC génère des mélanocytes différenciés qui migrent vers le bas, tandis que MeSC reste proche du renflement * .

Ardennes * - une niche où se trouvent les cellules souches, située entre l'ouverture de la glande sébacée et le muscle pileux impliqué dans le soulèvement des poils ("chair de poule").

Dans le bulbe pileux, les mélanocytes différenciés synthétisent la mélanine pour colorer les cheveux nouvellement régénérés, en commençant par la racine. Dans la catagène (phase de repos), les mélanocytes matures sont détruits, ne laissant que les MeSC qui initieront de nouveaux stades de mélanogenèse dans les cycles futurs.

Un comportement aussi précis et, pourrait-on dire, prévisible du MeSC et des mélanocytes permet aux scientifiques de déterminer avec précision le degré d'influence du stress sur la régénération cellulaire.

Résultats de recherche

Image n ° 1

Pour savoir si les facteurs de stress psychologiques ou physiques (activateurs de stress, c'est-à-dire les stimuli externes) contribuent au grisonnement des cheveux, trois approches ont été utilisées pour modéliser le stress chez les souris C57BL / 6J (une sous-espèce de souris de laboratoire) aux cheveux noirs. Modèles de stress: stress constant, stress périodique aléatoire (les stimuli ont été activés dans une séquence temporelle aléatoire) et stress nociceptif (avec une intensité de pulsation) obtenus par injection de résine éthératoxine (RTX).

En conséquence, les trois options de stress ont entraîné une augmentation de la quantité de cheveux blancs non pigmentés. Des contraintes constantes et occasionnelles ont entraîné un grisonnement après 3 à 5 cycles capillaires. Le stress nociceptif a provoqué l'effet le plus prononcé et le plus rapide - de nombreux nouveaux poils qui se sont formés dans le cycle capillaire suivant après l'injection de RTX sont devenus non pigmentés ( 1a et 1b ).

Comme vous le savez, les facteurs de stress psychologiques ou physiques déclenchent la libération des hormones du stress et des catécholamines dans la circulation sanguine par les glandes surrénales. Conformément à ce fait, une augmentation de la corticostérone (la principale hormone de stress glucocorticoïde chez les rongeurs, qui équivaut au cortisol chez l'homme) et de la norépinéphrine (catécholamine) a été trouvée dans le sang des souris ( 1c ).

À son tour, RTX induit la nociception en activant les neurones sensoriels nociceptifs. Le blocage de la capacité des souris à ressentir de la douleur avec la buprénorphine (un analgésique opioïde) a empêché une augmentation des niveaux de corticostérone et de noradrénaline après l'injection de RTX, suggérant que le blocage de la douleur réduit les réponses au stress physiologique induites par le RTX ( 1c ). De plus, la buprénorphine a également supprimé la formation de poils blancs chez les souris ayant reçu une injection de RTX ( 1d ).

Ces données indiquent que l'origine du stress n'a pas d'importance pour la manifestation de la dépigmentation. Cependant, puisque le stress induit par RTX a donné la réponse la plus rapide et la plus vive, les scientifiques ont choisi ce modèle de stress particulier comme base pour d'autres tests.

Il peut y avoir plusieurs raisons à la perte de pigmentation des cheveux: défauts de synthèse de mélanine, perte de mélanocytes différenciés ou problème de maintien du MeSC. Pour comprendre comment le stress affecte la lignée des mélanocytes, des souris ont reçu une injection de RTX pendant l'anagène, le stade auquel le MeSC et les mélanocytes différenciés étaient présents mais dans différents compartiments: le MeSC était près du renflement, tandis que les mélanocytes différenciés étaient dans le bulbe pileux. ( 1e ). Après l'injection de RTX, la quantité de TRP2 + MeSC a considérablement diminué dans toute la peau ( 1e ). Dans de nombreux follicules pileux, les MeSC ont été complètement perdues en raison d'un renflement pendant cinq jours, tandis que les mélanocytes différenciés dans le même follicule pileux sont restés inchangés. Ces mélanocytes différenciés ont continué à générer des pigments et le pelage est resté noir cinq jours après l'injection de RTX. Lorsque les follicules pileux des souris injectées avec RTX sont entrés en phase catagène et télogène, de nombreux poils ont complètement perdu MeSC

En conséquence, lorsque la prochaine étape de l'anagène a commencé, des mélanocytes différenciés ne se sont pas formés pour tacher de nouvelles tiges capillaires et des poils non pigmentés sont apparus. Bien que certains cheveux régénérés soient restés pigmentés, la quantité de MeSC dans ces cheveux pigmentés a également diminué par rapport à celle des souris non traitées avec RTX. L'injection de RTX a eu le même effet sur les souris mâles et femelles.

L'injection de RTX a également provoqué une perte de MeSC pendant l'injection pendant le télogène (phase de mue). Les données d'observation montrent que MeSC est très sensible au stress causé par RTX, mais les mélanocytes différenciés et la synthèse de mélanine ne sont pas directement affectés.

Dans le cas des deux autres types de modèle de stress (permanent et aléatoire), une perte significative de MeSC a également été observée. Ensemble, cela suggère que le stress affecte directement le niveau de MeSC.


Image n ° 2

À l'étape suivante de l'étude, les scientifiques ont tenté d'établir l'effet du stress sur la périphérie pour modifier le niveau de MeSC ( 2a ). On pense qu'une attaque immunitaire provoque le grisonnement des cheveux activé par le stress.

Pour tester le degré d'implication du système immunitaire, deux types de souris ont reçu des injections RTX: les souris Rag1 qui manquent de lymphocytes T et de lymphocytes B et les souris CD11b-DTR dont les lignées myéloïdes ont été éliminées par la toxine diphtérique.

L'injection de RTX à ces souris immunodéficientes a toujours conduit à la formation de poils blancs. Par conséquent, le grisonnement des cheveux induit par RTX est indépendant des cellules T, des cellules B ou des cellules myéloïdes.

Étant donné que tous les facteurs de stress ont entraîné une augmentation des taux de corticostérone et de noradrénaline dans le sang, il a été nécessaire de déterminer si ces facteurs de circulation induits par le stress jouent un rôle dans la perte de MeSC.

Les données de séquençage de l'ARN MeSC qui ont été purifiées à l'aide du tri cellulaire activé par fluorescence suggèrent que MeSC exprime un récepteur des glucocorticoïdes (GR, c'est-à-dire Nr3c1, un récepteur de la corticostérone) et un récepteur β ₂ -adrénergique (récepteur Adrb2 de la norépinéphrine).

Pour déterminer le degré d'influence du récepteur des glucocorticoïdes sur MeSC, les scientifiques ont désactivé cette protéine. Malgré l'inactivité du récepteur, une injection de RTX a toujours conduit à des cheveux grisonnants. De plus, aucun changement de MeSC ou de pigmentation des cheveux n'a été observé lorsque les niveaux de corticostérone ont été augmentés par l'alimentation.

Ainsi, ces données suggèrent que la corticostérone n'est pas le principal initiateur de la perte de MeSC due au stress.

Ensuite, les scientifiques ont vérifié une autre protéine - ADRB2, qui est impliquée dans le polymorphisme (dans ce cas, la présence de plusieurs couleurs de cheveux chez un individu).

Lorsque la protéine ADRB2 a été désactivée dans MeSC, l'injection de RTX n'a ​​pas produit de poils non pigmentés ( 2b ). Il s'ensuit que c'est l'ADRB2 exprimé par MeSC qui est nécessaire au grisonnement induit par le stress des cheveux.

Fait intéressant, en l'absence de stress, l'épuisement de l'ADRB2 dans MeSC n'a pas entraîné de changements dans MeSC, les mélanocytes ou lors de la génération de pigments. Il s'ensuit que la liaison noradrénaline-ADRB2 est indispensable à la mélanogenèse au cours du cycle normal de croissance des cheveux.

Avec l'injection locale de norépinéphrine, les cheveux gris se manifestent aux sites d'injection à la fois chez les souris normales et chez les souris présentant un blocage spécifique à HFSC de Adrb2. Cependant, cette injection n'a pas provoqué de grisonnement chez les souris présentant un blocage spécifique à MeSC de Adrb2 ( 2c ).

Ces observations suggèrent que les cellules immunitaires et la corticostérone peuvent ne pas être nécessaires, cependant, la transmission des signaux de noradrénaline est nécessaire pour le grisonnement causé par le stress, et elle est également suffisante pour le classement sans aucun stress.

La prochaine étape de l'étude est consacrée à l'étude de l'effet de la norépinéphrine des glandes surrénales sur les cheveux grisonnants sous stress. Les souris recevant des injections de RTX étaient sensibles à la surrénalectomie, ce qui a considérablement réduit leurs taux sanguins de corticostérone et de noradrénaline. Malgré cela, des cheveux gris sont toujours apparus. La raison en est peut-être le fait que le grisonnement RTX induit ne dépend pas des hormones ou des catécholamines des glandes surrénales ( 2d ).

Une autre source de norépinéphrine est le système nerveux sympathique, qui s'active dans des situations stressantes et provoque une réaction de «course ou combat». Dans la peau, les nerfs sympathiques se terminent près du renflement, où se trouve MeSC ( 3a ).


Image n ° 3

De plus, les zones cutanées avec un grand nombre de poils non pigmentés présentent également une innervation sympathique plus prononcée (présence d'un grand nombre de terminaisons nerveuses).

Pour déterminer si les nerfs sympathiques sont réellement activés après l'injection de RTX, les scientifiques ont analysé le niveau de FOS, un facteur de transcription précoce qui sert de rapporteur de l'activité neuronale.

Une induction (augmentation) soutenue du FOS a été détectée dans le corps cellulaire des neurones sympathiques dans l'heure qui suit l'injection de RTX, atteignant un pic en environ 2 à 4 heures et diminuant après 24 heures. Cela suggère que l'injection de RTX a conduit à une forte activation des neurones sympathiques ( 3b ).

Pour vérifier si les nerfs sympathiques affectent la perte de MeSC, provoquant le grisonnement, les scientifiques ont utilisé la 6-hydroxydopamine, une neurotoxine sélective qui élimine les nerfs sympathiques (méthode de sympatectomie).

La sympathectomie a bloqué le grisonnement induit par RTX et la perte de MeSC. Par conséquent, les nerfs sympathiques font partie intégrante du processus de grisonnement des cheveux causé par le stress.

Ensuite, il était nécessaire de savoir quel était l'effet des nerfs sympathiques sur la perte de MeSC sans stress. Pour cela, nous avons utilisé une approche chimiogénétique utilisant le système DREADD (un récepteur conçu qui s'active exclusivement en raison du médicament conçu). Gq-DREADD est un récepteur artificiel lié à une protéine Gq, qui est activé par une molécule inerte de clozapine N-oxyde (CNO), mais pas par des ligands endogènes (c'est-à-dire pas par des substances du corps). Des souris de laboratoire modifiées ont également été créées dont les nerfs sympathiques pouvaient être activés artificiellement via CNO ( 3d ).

Une injection de CNO a entraîné une perte de MeSC et un grisonnement des cheveux aux sites d'injection ( 3d ). Ces données suggèrent que l'activation du nerf sympathique en l'absence de facteurs de stress est suffisante pour contrôler la perte de MeSC. En combinant ces observations avec les précédentes, il s'avère qu'un niveau accru de noradrénaline sécrétée par les terminaisons nerveuses sympathiques conduit à une déplétion de MeSC pendant le stress.


Image n ° 4

Pour comprendre l'origine du processus de perte de MeSC, il a été nécessaire d'identifier les premiers changements de MeSC sous stress ( 4a ). Il a été constaté que la perte induite par le stress de MeSC n'est pas causée par l'apoptose (mort cellulaire) ou la nécrose.

Les scientifiques notent que pour de nombreuses cellules souches somatiques, une caractéristique importante est l'état de repos (phase G0, lorsque la cellule ne se divise pas). Pour tester si le stress affecte l'état de repos des cellules MeSC, du RTX ou de la norépinéphrine a été administré à des souris qui étaient complètement passées en phase anagène (phase de croissance des cheveux). En conséquence, une augmentation significative du nombre de MeSC proliférants a été observée dans les 24 heures suivant l'injection ( 4b ). Ce nombre contraste fortement avec la quantité de MeSC en prolifération dans l'anagène précoce (environ 6%), la seule étape où les MeSC prolifèrent avant l'auto-renouvellement. Inversement, aucun changement dans la prolifération ou l'apoptose n'a été observé dans les mélanocytes matures après l'injection de RTX ou de noradrénaline. Ces données indiquent que l'augmentation de la noradrénaline fait que MeSC entre dans un état rapide et anormalement prolifératif, mais n'affecte pas les mélanocytes matures.

Pour suivre les changements de MeSC, des souris modifiées ont été utilisées, dont le MeSC peut être tracé par l'expression de GFP (protéine fluorescente verte) sur leur membrane ( 4c ). Littéralement immédiatement après une injection de RTX (le premier jour du test), une augmentation du nombre de cellules GFP + a été observée. Après cela, de nombreuses cellules GFP + ont commencé à démontrer une ramification dendritique rapide, qui est une caractéristique du MeSC différencié (le deuxième jour du test). Le processus de migration a commencé: une partie des cellules a migré vers le bas le long du follicule et une partie vers le derme ou l'épiderme (deuxième et troisième jour du test).

Le troisième jour du test, de nombreuses cellules GFP + ont migré du renflement, et au quatrième jour, la plupart des follicules pileux ont perdu toutes les cellules GFP +. Ces observations sont également confirmées par le fait que la pigmentation est apparue le long du follicule pileux, de l'épiderme et du derme, qui ne devrait pas être ici ( 4d ).

Il s'ensuit qu'après stress, les MeSC subissent une prolifération rapide suivie d'une différenciation et d'une migration, ce qui conduit à leur perte d'une niche ( 4e ).

L'analyse du transcriptome (analyse quantitative de l'expression des gènes) des souris qui ont été testées a montré que les mécanismes du processus de grisonnement dus au stress chez la souris et l'homme sont extrêmement similaires.

Pour une connaissance plus détaillée des nuances de l'étude, je vous recommande de consulter le rapport des scientifiques et les documents supplémentaires qui s'y rapportent.

Épilogue

Dans ce travail, les scientifiques ont pu révéler les secrets du processus de grisonnement des cheveux en raison d'un stress sévère. La principale conclusion est que les cellules nerveuses sont tout à fait capables de contrôler les cellules souches responsables de la pigmentation. En cas de perte de pigmentation des cheveux, il y a une perte complète des cellules souches responsables de cela. Le principal moteur de ce processus est la norépinéphrine des cellules nerveuses sympathiques. Lorsque la norépinéphrine active le processus, les cellules souches se transforment extrêmement rapidement en pigment, puis se dessèchent complètement. Quelques jours seulement après le début des tests, toutes les cellules pigmentaires ont été complètement perdues, ce qui signifie que ce processus entraîne des conséquences permanentes, c'est-à-dire les cheveux gris ne pourront pas retrouver leur ancienne couleur.

Les résultats de l'étude sont importants non seulement pour comprendre comment le stress affecte les pigments capillaires, mais servent également de base à une étude plus approfondie de l'effet du stress et de ses processus d'accompagnement sur d'autres organes, tissus et cellules du corps. De plus, ce travail permet une meilleure compréhension de l'interaction de certains éléments des systèmes biologiques au niveau cellulaire.

À l'avenir, les scientifiques ont l'intention de continuer à étudier le stress et ses effets sur le corps. L'objectif principal de leur travail, ils appellent le développement de méthodes de restauration des dommages causés au corps par le stress.

Nous sommes confrontés au stress presque tous les jours, beaucoup d'entre nous vivent littéralement côte à côte avec lui. Cela peut s'expliquer à la fois par l'image de la vie moderne et les nombreux problèmes qui en découlent, et par la sensibilité personnelle à ce qui se passe autour. Le stress fait partie intégrante de notre existence, il est donc impossible de se débarrasser complètement du stress. C'est peut-être pour le mieux, car le stress sert parfois de stimulus qui nous oblige à aller de l'avant. Cependant, cette formule de réussite ne s'applique pas à tout le monde. Quelqu'un résiste facilement au stress en regardant une comédie ou en lisant une blague, tandis que quelqu'un tourmente le stress pendant longtemps et avec succès, entraînant des dépressions nerveuses et, par conséquent, dégénérant en graves conséquences pour la santé mentale. Malheureusement, il n'y a pas de bouclier magique capable de protéger complètement une personne du stress, mais si une personne ne la combat pas seule, cette bataille sera beaucoup plus honnête.

Merci de votre attention, restez curieux, prenez soin les uns des autres et passez une bonne semaine de travail, les gars. :)

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