Objective: To demonstrate that the tryptophan (Trp) fluorescence of natural white hair is much weaker than other unpigmented keratin fibres such as wool, cashmere, rabbit hair and mink fur, and to explore possible reasons for this behaviour. The origin of the blue visible fluorescence (~450 nm) excited by UVA radiation in the range 360-380 nm, often associated with Trp degradation products, is also discussed and compared to other fibrous and globular proteins.
Methods: As the fluorescence spectrum of keratin fibres usually contains at least two major features, a visual comparison is more effectively demonstrated by creating a 3D contour plot of excitation versus emission wavelength, which is sometimes referred to as an excitation emission matrix (EEM).
Results: The Trp fluorescence from white hair is very much weaker than for wool, cashmere, rabbit hair and mink fur, but its visible fluorescence emission is stronger. Oxidation and reduction have little effect on the Trp intensity, which suggests quenching by cystine is not a major factor. Decuticulation of hair fibres had no effect on the Trp intensity showing that the increased number of cuticle scales surrounding the fibre cortex is not responsible. Trp fluorescence is very sensitive to exposure to UVB wavelengths, so possibly its low intensity in hair is due to greater levels of environmental exposure to sunlight than the other fibres examined.
Conclusion: Trp fluorescence from natural white hair is either extremely weak or completely absent, in contrast to the four other keratin fibres examined. It is possible that environmental exposure to UV wavelengths presents in sunlight contributes to a reduction in the Trp fluorescence intensity of white hair. However, another explanation is that Trp is quenched, by either an unknown substance introduced into hair during keratinization or as a result of regular exposure to personal care products, which may interact with Trp or tyrosine residues and disrupt the energy transfer process involved in keratin fluorescence. Further studies will be required to definitively determine the cause.
Objectif: Démontrer que la fluorescence du tryptophane (Trp) des cheveux blancs naturels est beaucoup plus faible que celle d’autres fibres de kératine non pigmentées, comme la laine, le cachemire, les poils de lapin et la fourrure de vison, et explorer les motifs possibles de ce comportement. L’origine de la fluorescence bleue visible (~450 nm) excitée par les rayons UVA dans une plage de 360 à 380 nm, souvent associée aux produits de dégradation du Trp, est également discutée et comparée à d’autres protéines fibreuses et globulaires. MÉTHODES: Étant donné que le spectre de fluorescence des fibres de kératine contient généralement au moins deux caractéristiques principales, une comparaison visuelle est plus efficace en créant un tracé de contours 3D de longueur d’onde de l’excitation par rapport à la longueur d’onde d’émission, appelé parfois la matrice émission-excitation (MEE). RÉSULTATS: La fluorescence Trp des cheveux blancs est nettement plus faible que celle de la laine, du cachemire, des poils de lapin et de la fourrure de vison. En revanche, son émission visible de fluorescence est plus forte. L’oxydation et la réduction ont peu d’effet sur l’intensité du Trp, ce qui suggère que la désactivation par la cystine n’est pas un facteur majeur. La décuticulation des fibres capillaires n’a pas eu d’effet sur l’intensité du Trp, ce qui montre que le nombre accru d’écailles de cuticules entourant le cortex de fibres n’est pas responsable. La fluorescence du Trp est très sensible à l’exposition aux longueurs d’onde UVB. Ainsi, il est possible que sa faible intensité dans les cheveux soit due à des niveaux supérieurs d’exposition environnementale à la lumière du soleil que les autres fibres examinées.
Conclusion: La fluorescence du Trp provenant des cheveux blancs naturels est extrêmement faible ou totalement absente, contrairement aux quatre autres fibres de kératine examinées. Il est possible que l’exposition environnementale aux longueurs d’onde UV présentes dans la lumière du soleil contribue à réduire l’intensité de la fluorescence du Trp des cheveux blancs. Cependant, une autre explication est que le Trp est désactivé, soit par une substance inconnue introduite dans les cheveux pendant la kératinisation, soit par une exposition régulière à des produits de soins personnels, qui peuvent interagir avec le Trp ou les résidus de tyrosine, et perturber le processus de transfert d’énergie impliqué dans la fluorescence de la kératine. D’autres études seront nécessaires pour en déterminer la cause avec certitude.
Keywords: decuticulation; fluorescence; hair treatment; keratin; oxidation; reduction; tryptophan.
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