Abstract FR:

Les filaments intermediaires sont des structures fibrillaires d'environ 10 nm de diametre presentes dans les cellules humaines. L'unite de base est une molecule structuree en super-enroulement -helicoidal qui interagit lateralement avec d'autres molecules identiques pour former un filament dont la structure interne reste mal connue. Ces filaments participent a la cohesion du cytoplasme et du noyau des cellules. Nous avons choisi d'etudier l'effet d'une contrainte mecanique sur la structure de ces filaments. Notre systeme modele est le filament intermediaire de keratine dure qui est le constituant principal des cheveux et des poils de mammiferes. Dans ces fibres, les filaments intermediaires sont concentres et orientes ce qui permet d'utiliser la diffusion des rayons x et la microscopie infrarouge pour caracteriser directement leur structure au repos ou sous contrainte. Ces resultats experimentaux ont ete compares a des simulations numeriques. A l'echelle moleculaire, nous avons repris l'etude de la transformation helice feuillets qui a lieu lorsque une fibre de keratine est etendue, en fonction du taux d'humidite et de la contrainte appliquee. Nous avons demontre, entre autre, que l'existence de cette transformation depend du taux d'humidite ambiant. A l'echelle supramoleculaire, nous avons mis en evidence le mecanisme de deformation du filament intermediaire qui est une competition entre deux processus, un allongement des molecules et un glissement des molecules les unes par rapport aux autres. L'ensemble de ces resultats nous a permis de proposer une nouvelle interpretation microscopique des proprietes mecaniques des fibres de keratine et nous a aussi permis de construire un nouveau modele de la structure en feuillets caracteristique d'une fibre de keratine etendue a son maximum (100% d'extension). Enfin, au cours de ces etudes, nous avons mis en evidence de nouveaux aspects ultrastructuraux concernant la cuticule et la medulla d'un cheveu.