Avantages de l’utilisation de graines pour des formulations cosmétique

Les huiles végétales saines et consommables par l’être humain doivent avoir entre autres les caractéristiques suivantes : une faible teneur en acides gras saturés, un haut pourcentage en acides gras mono et polyinsaturés, ainsi qu’un faible ratio n-6/n-3. D’autre part, elles doivent évidemment avoir des faibles teneurs en acides gras nocifs, tels que l’acide érucique, et en substances potentiellement nocives, telles que les pesticides. Elles doivent également posséder des teneurs intéressantes en composés nutritionnellement intéressants, tels que les tocophérols (Jahreis and Schäfer, 2011) . Dans les applications cosmétiques, l’utilisation des huiles végétales a toujours répandue. Ainsi, durant l’Egypte antique, les hommes et les femmes s’enduisaient le corps d’huiles parfumées grâce à des huiles parfumées par des épices qui y macéraient. Les romains s’enduisaient le corps d’huile d’amande douce ou d’olive après leurs séances aux thermes. Des préparations à base d’huiles et de plantes étaient utilisées par les femmes pour l’entretien de leur chevelure en Inde ou en Chine. De nos jours, les huiles végétales tiennent une part importante dans de nombreuses préparations cosmétiques.

La fonction première de l’épiderme est de former une gaine protectrice, qui protège l’organisme du dessèchement et des agressions extérieures. (Elias, 1981) La propriété « barrière » de la peau est due au stratum corneum (couche cornée). La couche cornée est composée de cellules, les cornéocytes, intégrés au sein d’une matrice lipidique. La matrice lipidique est composée de céramides, de cholestérol et d’acides gras libres. Des études ont été réalisées afin d’étudier l’effet de la longueur de la chaîne des acides gras sur le comportement de phase thermotropique et sur les propriétés de mélange des lipides de la couche cornée (Oguri et al., 2014).

En particulier, concernant l’acide linoléique, celui ci est essentiel à la formation de l’épiderme. Il peut former un film à la surface de la peau et s’incorporer au ciment cellulaire. Cela lui permet alors d’éviter l’évaporation de l’eau, et de limiter la déshydratation cutanée. Il participe également à la croissance et à la cicatrisation cutanée. C’est une molécule précurseur d’anti-infllammatoires. Il entre dans la composition des céramides qui font partie du ciment lipidique, jouant ainsi un rôle de protection de l’épiderme.

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Les acides oléiques et gadoléiques ont des propriétés nutritives et réparatrices.

L’acide α-linoléique est réputé pour renforcer les membranes cellulaires. Il s’incorpore au ciment cellulaire ce qui lui permet de réguler la perméation et l’hydratation cutanée. Ils améliorent aussi l’élasticité cutanée.

Une expérimentation a été réalisée afin de confirmer les effets des acides gras sur l’hydratation cutanée : elle constituait à supplémenter en acides gras (300 mg par jour) des rats déficients en acides gras. Les esters d’acides gras purs choisis pour l’expérience sont les suivants : acides oléique, linoléique, arachidonique et colombinique. L’expérience a été menée sur une durée de dix jours.

Les rats supplémentés en acide linoléique, arachidonique et colombinique ont vu leur perte en eau trans-épidermale diminuée par rapport à ceux d’un groupe témoin, ne bénéficiant d’aucune supplémentation. En revanche, la supplémentation en acide oléique n’a pas montré de différence sur la perte en eau. La composition en acides gras de deux sphingolipides épidermiques, l’acylglucosylcéramide et l’acylceramide ont été déterminées. Les résultats obtenus indiquent que le rétablissement d’une faible perte d’eau trans-épidermique a été associé à l’incorporation de linolénate dans les deux sphingolipides épidermiques.

Ces résultats démontrent la fonction spécifique et essentielle de l’acide linoléique dans le maintien de la perméabilité de la barrière cutanée. (Hansen and Jensen, 1985)

Comme le reste de l’organisme, la peau est incapable de synthétiser les acides gras « essentiels », c’est pourquoi ils doivent être apportés par l’alimentation ou par des voies extérieures tels que les soins appliqués sur la peau. En particulier, l’acide linoléique appartient à la famille des oméga-6 et entre dans la composition des céramides. Il peut ainsi permettre de reconstituer les lipides épidermiques, favorisant ainsi la bonne cohésion des cellules entre elles, en limitant les pertes en eau de la peau.

I.2.2.2 Protéines végétales

Dans la littérature, de nombreux auteurs reconnaissent les bénéfices de l’utilisation de substances riches en protéines dans les formulations pour des applications topiques. L’un des avantages des protéines vient de leur capacité à se lier avec l’eau au sein de la couche cornée de la peau. La plupart des dérivés protéiques employés en formulation sont issus de protéines de structure simple.

Les tensioactifs peuvent avoir des effets irritants sur la peau. Les mécanismes de ces effets négatifs produits par les surfactants par contact avec la peau et les cheveux ne sont pas connus dans le détail. Cependant, il est supposé que l’interaction et l’adsorption de ces molécules avec la kératine de la couche cornée et les cuticules des cheveux est l’étape qui amorce les dommages tissulaires. Seuls les surfactants monomériques peuvent pénétrer :

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les micelles hydratées sont trop grosses pour entrer dans le fin réseau des fibres de kératine. Ainsi, la concentration en monomères tensioactifs et la concentration micellaire critiques doivent être reliés aux dommages capillaires et cutanés. Une fois que les surfactants monomériques ou les petits agrégats sont liés à la couche de kératine, d’autres évènements et transformations peuvent avoir lieu. L’effet de dénaturation partielle est basé sur la combinaison des mécanismes suivants :

- les queues carbonées des tensioactifs pénètrent au niveau des zones polaires de la kératine, ce qui remplace les interactions hydrophobes stabilisantes par des interactions ligand-segment

- la tête polaire du surfactant provoque des forces d’attraction-répulsion sur les zones chargées de la kératine, modifiant ainsi son architecture. La formation d’excès de charges positives ou négatives augmente la pression osmotique, ce qui déforme la matrice et en augmente la perméabilité.

L’ajout de dérivés protéiques aux formulations moussantes permet de réduire leurs effets négatifs en formant des complexes avec les tensioactifs au sein même de la formulation moussante. Cela induit la formation de micelles de plus grosse taille, diminuant ainsi la concentration micellaire critique du système (Teglia and Secchi, 1994).

L’usage des protéines pour des applications topiques a des origines dès l’antiquité. En particulier, les bergers erythréens utilisaient le lait de chameau pour le nettoyage de la peau et des cheveux, Cléopatre recourait au lait d’ânesse pour sa toilette, et des pécheurs de l’île d’Hokkaido employaient de la farine de soja pour fabriquer des masques cutanés. Les premières utilisations rationnelles de protéines dans les formulations cosmétiques datent des années 1950.

Les effets bénéfiques de l’emploi de substances riches en protéines dans des formulations cosmétiques ont rapidement été démontrés par de nombreux auteurs (Teglia et al., 1993; Turowski and Adelmann-Grill, 1985). Leur capacité à lier et retenir l’eau au sein de la couche cornée de l’épiderme leur permet de maintenir un environnement capillaire et cutané plus sain. Des études approfondies ont été menées concernant les propriétés de liaison des protéines et des peptides à la peau et aux cheveux. Leur rôle en tant qu’agent conditionneur pour les cheveux a été démontré au début des années 1960. Dans les produits de maquillage, les extraits protéiques sont peuvent être employés dans la plupart des galéniques : émulsions, lotions, gels et poudres.

Dans les produits capillaires, les protéines sont réputées pour améliorer la résistance et l’élasticité des cheveux, et aider à la réparation des pointes abimées. Elles permettent également de protéger les cheveux contre les effets néfastes de la chaleur et des traitements chimiques (lissage et coloration) (Goddard and Gruber, 1999).

Dans les produits d’hygiène, les protéines permettent d’améliorer la tolérance cutanée et oculaire, et limitent les effets néfastes liés à la détergence de certains produits. Le tableau suivant rapporte des exemples d’emplois de protéines dans des produits d’hygiène rincés (Goddard and Gruber, 1999) :

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Tableau 20 : Gammes de concentration de dérivés protéiques dans des produits d'hygiène

Dérivé protéique Fonction dans la formule Concentration Hydrolysats protéiques

(amande, collagène, élastine, extensine, protéines de lait, protéines de soja, protéines de

blé, protéines de levure)

Anti-irritant, protecteur, hydratant

0,2-5% dans les shampoings et les gels douche

Collagène, serum albumine,

caséinate de sodium Hydratant, protecteur

0,01-5% dans les shampoings et les gels douche

Potassium et sodium cocoyl hydrolysés (collagène, protéines

de soie, protéines de blé)

Détergent, améliore le pouvoir moussant,

1-10% dans les shampoings et les gels douche Alkyldimonium hydroxypropyl

hydrolysé (collagène, protéines de blé)

Anti-irritant, conditionneur 1-5% dans les shampoings et les gels douche

La plupart des dérivés protéiques employés en cosmétique sont issus de protéines simples, fibrillaires ou globulaires. Les protéines plus complexes telles que les protéoglycanes ou les dérivés nucléoprotéiques sont plus rarement employées. Les extraits de protéines issus de plantes (angiospermes) ou d’animaux (mammifères, poissons) sont employés, et des protéines issues de plus petits organismes (algues, champignons) sont étudiés depuis les années 1980 .

La disponibilité et le coût étaient le principal critère pour le choix des protéines, mais la crise de l’encéphalopatie spongiforme bovine des années 1990 a remis en cause l’utilisation d’extraits d’origine animale. Cela a amené les autorités de santé et les associations de consommateurs a promouvoir l’emploi d’extraits biosourcés.

Pour être employées dans des formulations aqueuses, les protéines doivent subir des modifications permettant de les rendre hydrosolubles. Une fois sous forme hydrosoluble, elles sont plus faciles à manipuler et plus adapter pour es applications en formulation. Cette forme est obtenue par des procédés d’hydrolyse. L’hydrolyse de protéines en plus petites fractions conduit à la production de peptides pouvant avoir des effets utiles en cosmétique. Les peptides peuvent ainsi posséder des propriétés très différentes de celles de leurs protéines natives.

Les propriétés cosmétiques sont également dépendantes des structures moléculaires entre les protéines hydrolysées. Le nombre, le type et l’enchaînement des acides aminés qui composent les protéines sont les facteurs déterminant leurs propriétés biologiques. Les protéines sont toujours constituées des mêmes vingt acides aminés, mais leurs proportions respectives, ainsi que leur enchaînement va induire des différences quantitatives et qualitatives, et leurs effets sur la peau et les cheveux.

L’hydrophobicité des peptides est le paramètre critique déterminant l’efficacité en cosmétique, dépendant de la composition en acides aminés. Pour les protéines

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hydrolysées, une corrélation a été observée entre l’enchainement des acides aminés hydrophiles et hydrophobes sur la chaine protéique.

Les dérivés protéiques sont employés dans de nombreuses formulations de soin et de maquillage. Ils sont adapté à la plupart des formules : émulsions, lotions, gels et poudres. Les protéines insolubles ont également des usages pour des applications particulières, notamment les fibres insolubles de collagène dans les masques pour le visage, ou les poudres de soie qui peuvent être utilisées dans des poudres de maquillage.

Les protéines natives et les hydrolysats de haut poids moléculaire, tels que le collagène soluble et ses dérivés, sont réservés aux soins cutanés du fait de leurs propriétés filmogènes. Ces gros polymères sont capables de former un film colloïdal continu sur la surface de la peau, lui conférant ainsi un toucher lisse et doux. (武田 et al., 2003)

Ces protéines doivent être préservées de la chaleur et d’agents dénaturants afin d’en éviter la dénaturation.

En pratique dans les formulations, quelques points sont à noter :

- il faut éviter de combiner au sein d’une même formulation des isolats protéiques de différentes sources ou fournisseurs. Leurs fonctionnalités ne s’ajoutent pas forcément, et peuvent même s’inactiver

- des mélanges avec certains extraits végétaux contenant des tannins ou d’autres polyphénols sont à éviter car ils peuvent former des agrégats insolubles avec des peptides de taille importante

- des agrégats insolubles peuvent également être formés par la combinaison de polyanions de taille important tels que l’acide hyaluronique.