La sueur n'a pas d'odeur - dans sa forme originale. Ce n'est que lorsque les bactéries présentes sur la peau commencent à décomposer la sueur que les odeurs apparaissent. La lutte contre les odeurs de transpiration est devenue une industrie de plusieurs milliards de dollars basée sur notre peur de sentir mauvais. Examinons de plus près ce qu'est la sueur et comment les odeurs apparaissent.
Le problème se pose au niveau de la peau, interface où le corps humain rencontre les micro-organismes de l'environnement. Plusieurs facteurs influencent le résultat final : la génétique humaine, l'écosystème microbien qui colonise le corps, mais aussi la génétique microbienne, c'est-à-dire les outils dont disposent les micro-organismes pour décomposer les nutriments présents dans la sueur.
L'odeur, quant à elle, s'explique par la biochimie. Les odeurs sont constituées de molécules qui flottent dans l'air. Certaines d'entre elles sont perçues comme très désagréables, même en très petites quantités. Lorsque la sueur sent mauvais, c'est parce que des molécules inodores ont été décomposées par des micro-organismes et transformées en substances odorantes - souvent des acides gras volatils ou des substances contenant du soufre.
LES MICRO-ORGANISMES - UN TAPIS DE VIE QUI RECOUVRE TOUT
Les micro-organismes sont de très petites formes de vie unicellulaires. Comme ils sont invisibles à l'œil nu, nous avons besoin d'outils pour les observer. Jusqu'à récemment, nos outils scientifiques ne nous ont permis d'étudier que les organismes qui pouvaient être cultivés (avec succès) en laboratoire. Nous pensions donc que ces organismes étaient les seuls à exister.
Mais les progrès scientifiques et technologiques rapides ont rendu possible la lecture du code génétique de tous les organismes présents dans un environnement donné, sans qu'il soit nécessaire de les cultiver avec succès en laboratoire. La métagénomique a permis une prise de conscience révolutionnaire : nous sommes en fait entourés d'un nombre considérable de micro-organismes dont nous ne soupçonnions pas l'existence ; une "matière noire" biologique qui domine complètement la planète.
Nous savons désormais que moins d'un pour cent de toutes les formes de vie présentes dans un échantillon aléatoire - quel que soit l'environnement - sont des formes de vie cultivables. Sans la nouvelle technologie, ces formes de vie seraient restées invisibles. Nous savons également que le monde visible - plantes, animaux, champignons - ne représente qu'une infime partie de la vie sur Terre. La véritable diversité et richesse des espèces se trouve en dehors de notre champ de vision, dans le monde des micro-organismes.
Les écosystèmes microbiens
L'écologie microbienne est l'étude de l'interaction entre les micro-organismes vivants et leur environnement. Les micro-organismes créent des écosystèmes microscopiques qui sont régis par les mêmes lois que n'importe quel autre écosystème sur Terre. Les espèces qui prospèrent, qui sont favorisées ou désavantagées sont déterminées par les ressources disponibles. La sélection naturelle se produit également au niveau microscopique. Les micro-organismes interagissent, se concurrencent et se combattent. Ils décomposent les substances ensemble, étape par étape, en coopération, formant des réseaux d'interdépendance.
Un écosystème microbien s'établit rapidement dans tous les environnements et dans toutes les conditions possibles. Les micro-organismes sont partout, toujours, et couvrent toutes les surfaces de la Terre. Cela s'applique bien sûr aussi au corps humain, à l'intérieur comme à l'extérieur.
La biomasse inconnue du corps humain : le microbiome
C'est relativement récemment, au XXIe siècle, que nous avons pris conscience des milliards d'organismes unicellulaires qui vivent à l'intérieur et à l'extérieur du corps humain. En fait, chaque être humain vit en symbiose avec une biomasse riche en espèces composée principalement de bactéries - notre microbiome. La grande majorité d'entre elles vivent dans le gros intestin (une colonie communément appelée microbiote) et remplissent diverses tâches vitales.
Le corps humain en bonne santé dépend entièrement des bactéries pour assurer le fonctionnement normal d'un grand nombre de ses systèmes, en particulier le système immunitaire. De nombreux états pathologiques sont caractérisés par des changements et des anomalies manifestes dans les populations bactériennes. Différentes espèces augmentent ou diminuent, ou leur ratio change.
Même l'extérieur du corps est protégé par des micro-organismes alliés. Ils colonisent la peau, empêchent les micro-organismes pathogènes de s'implanter et sécrètent des substances acides qui abaissent le pH. Un environnement plus acide inhibe la croissance des bactéries indésirables. Mais elles sécrètent également des substances antimicrobiennes afin d'éliminer leurs concurrents par le biais d'une guerre chimique.
Le corps est comme un vaste continent aux environnements variés. Les écosystèmes microbiens varient donc également en fonction des conditions du lieu. Par exemple, les bactéries qui vivent dans la bouche et le nez sont complètement différentes de celles qui vivent sur le cuir chevelu. Les conditions sous les bras sont particulières. Cette surface cutanée héberge donc un ensemble très spécifique de micro-organismes. Et ils sont nombreux : une aisselle abrite autant d'organismes unicellulaires qu'il y a de personnes sur la planète - au moins.
Ces micro-organismes et l'environnement se combinent pour créer le problème bien connu que nous combattons en permanence : l'odeur de transpiration.
L'interface avec la peau
Les odeurs de transpiration apparaissent lorsque la sueur rencontre les micro-organismes présents dans l'environnement. Ces deux facteurs contribuent également au fait que l'odeur de la sueur varie d'une personne à l'autre. Premièrement, la sueur de chaque personne est unique dans sa composition et sa quantité. Deuxièmement, chaque personne possède un microbiome personnel.
La métagénomique a bien sûr permis de cartographier l'écosystème spécialisé qui habite normalement la surface de la peau de l'aisselle humaine. On a constaté qu'il varie d'une personne à l'autre, mais dans certaines limites : quelques familles bactériennes et leurs sous-espèces reviennent fréquemment, mais dans des proportions différentes. Certains micro-organismes - principalement des familles Propionibacterium, Staphylococcus et surtout Corynebacterium - produisent une odeur distincte, inimitable et désagréable. Ils le font parce que la sueur contient des molécules riches en nutriments qu'ils peuvent dégrader dans leur métabolisme.
Deux types de glandes sudoripares
L'homme possède deux systèmes différents de production de sueur et deux types de glandes sudoripares associés à chaque système.
Les glandes sudoripares les plus nombreuses sont de loin les glandes mérocrines. Elles sont contrôlées par le neurotransmetteur acétylcholine, provenant de l'hypothalamus dans le cerveau, qui enregistre et contrôle la température corporelle. Lorsque la température corporelle augmente, de grandes quantités de sueur sont produites, composées principalement d'eau et de sels. Ces glandes sudoripares se trouvent presque partout sur le corps, en particulier sur les mains et les pieds. La fonction des glandes sudoripares mérocrines est principalement la régulation de la température, mais la transpiration peut également être déclenchée par le stress et la nervosité.
La sueur des aisselles, en revanche, est produite par les glandes sudoripares apocrines. Elles deviennent actives pendant la puberté et s'écoulent autour des poils. Cette sueur a une composition différente. Elle est laiteuse, huileuse et pleine de lipides (graisses), de protéines et d'hydrates de carbone. Il s'agit d'une excellente alimentation pour les bactéries résistantes qui ont fait de cet endroit leur habitat et qui semblent résister à toutes nos tentatives d'éradication. La transpiration est contrôlée par la noradrénaline, un neurotransmetteur et une hormone véhiculée par le sang, et est influencée par les émotions et le toucher.
Biochimie - certaines molécules sentent plus mauvais que d'autres
De quoi se compose donc la mauvaise odeur ? La réponse est la suivante : principalement des acides gras volatils courts qui résultent de la décomposition de lipides inodores par des micro-organismes. Une autre source de gêne est constituée par des substances contenant du soufre - le meilleur moyen pour la nature de produire des odeurs vraiment répugnantes. Ce type d'odeur est généré naturellement par le pourrissement et la décomposition de la matière organique, mais peut également être produit intentionnellement. Le mécanisme de défense de la mouffette en est un exemple, mais il en existe aussi dans le monde végétal : des odeurs nauséabondes peuvent être produites par des fleurs qui veulent imiter l'odeur de la chair en décomposition afin d'attirer les mouches et d'être pollinisées par elles.
Le soufre se trouve dans les protéines (et leurs éléments constitutifs, les acides aminés) sécrétées dans la sueur des glandes sudoripares mésocrines. Lorsque ces grosses molécules sont décomposées par des micro-organismes, il en résulte des molécules plus petites, volatiles et contenant du soufre. L'homme a une capacité très développée à détecter la présence de ces substances, même à de très faibles concentrations.
CONTEXTE GÉNÉTIQUE
La génétique contrôle la transpiration
La transpiration est contrôlée par des facteurs génétiques sous-jacents. Ils déterminent, par exemple, le nombre de glandes sudoripares, leur répartition dans le corps et la composition de la sueur. La sueur n'est pas identique chez tous les individus. La composition de la sueur des hommes est différente de celle des femmes, ce qui signifie que la sueur des hommes a une odeur différente et qu'elle est également plus forte. Les stéroïdes, par exemple, sont présents dans la sueur masculine et nourrissent une autre catégorie de bactéries, ajoutant ainsi un autre ingrédient au cocktail de substances malodorantes de la sueur.
L'odeur de la sueur dépend également de l'âge de la personne, car elle est également contrôlée par les hormones qui changent tout au long de la vie. Les Européens et les Africains transpirent de la même manière, tandis que les Asiatiques ont une variante génétique qui rend leur sueur nettement moins odorante.
Génétique microbienne, enzymes et voies métaboliques
L'odeur étant le résultat de la dégradation des micro-organismes, il est également intéressant d'identifier ce qui se passe réellement lorsque les lipides, les protéines et les hydrates de carbone de la sueur sont transformés de "matières premières" en métabolites malodorants.
Les voies de dégradation possibles sont déterminées par les enzymes dont disposent les micro-organismes présents. Les enzymes sont des outils vitaux dont tous les êtres vivants ont besoin pour que les processus biologiques se déroulent dans leurs cellules. Cependant, les enzymes sont hautement spécialisées et une enzyme spécifique est nécessaire pour qu'une réaction particulière ait lieu. La génétique microbienne peut donc révéler à quels outils une bactérie donnée a accès, et donc ce qu'elle peut décomposer, et en quoi.
Un gène est une instruction qui décrit comment une protéine, telle qu'une enzyme, doit être construite. Si le gène existe, la protéine existe aussi, et vice versa. Si la protéine est présente dans une bactérie, celle-ci sera également capable d'effectuer certaines réactions prédéterminées le long d'une voie de dégradation. Nous pouvons ainsi déterminer quelle bactérie est responsable de quelle odeur et pourquoi.
L'ODEUR, L'AVENIR ET LA RECHERCHE
Routines quotidiennes dans la salle de bains
La lutte contre les mauvaises odeurs est une industrie d'un milliard de dollars, dont la valeur augmente à mesure que nous devenons plus sensibles aux odeurs "naturelles" - et plus intolérants à l'égard des expressions d'une physicalité débridée. Il est désormais socialement obligatoire d'utiliser tous les moyens disponibles pour éviter les mauvaises odeurs. Outre l'hygiène personnelle, les contre-mesures les plus courantes sont les déodorants et les antitranspirants. Ils ont le même objectif, à savoir contrôler l'odeur de la sueur, mais utilisent des agents différents.
Les déodorants agissent en absorbant les bactéries et les molécules responsables des odeurs. Le taux de croissance des bactéries est réduit par des substances réduisant le pH et antimicrobiennes. L'odeur est masquée par des parfums. Les anti-transpirants bloquent les glandes sudoripares et empêchent la transpiration, généralement à l'aide de chlorure d'aluminium. Quelle que soit la méthode utilisée, l'effet s'estompe rapidement et l'odeur réapparaît.
Remplacement des bactéries
Les micro-organismes jouant un rôle crucial dans les odeurs corporelles, il n'est pas surprenant que l'on tente de remplacer l'écosystème microbien qui s'est établi dans les aisselles. L'une des expériences les plus intéressantes a consisté à transplanter un écosystème entier d'un jumeau identique à l'odeur douce à son frère malodorant (réalisée par le Dr Chris Callewaert, Université de Californie, San Diego). L'expérience aurait été couronnée de succès et le frère en difficulté n'a pas eu d'odeur corporelle pendant près d'un an.
Cependant, le fait que l'écosystème odorant se soit établi après la transplantation est probablement attribuable au fait que les frères partagent les gènes qui contrôlent leur transpiration. Les bactéries qui se sont développées sur l'un des frères pourraient donc très probablement s'installer sur son frère identique.
Des "armes intelligentes" ciblant des enzymes spécifiques
À l'université de York, une équipe de recherche dirigée par un biochimiste moléculaire (Dan Bawdon, Ph.D.) en collaboration avec la société Unilever a choisi de se concentrer sur des enzymes spécifiques le long d'une voie métabolique. Grâce à leurs expériences, ils ont identifié, dans la famille des bactéries Staphylococcus, des gènes codant pour des enzymes nécessaires à la production de thioalcools, des composés soufrés à l'odeur particulièrement désagréable. Ils espèrent maintenant que des recherches plus approfondies permettront de découvrir une substance capable d'empêcher la transformation des composants de la sueur en thioalcools.
Les vêtements de sport antibactériens peuvent-ils avoir une meilleure odeur ?
L'ancien paradigme de l'élimination des bactéries sur toute la ligne a conduit à traiter de nombreux textiles de sport avec des solutions antibactériennes, telles que l'argent, pour réduire les odeurs. Cependant, l'effet des fils d'argent sur la chimie de la peau humaine et le microbiome est largement inconnu. Une étude sur l'effet moléculaire des vêtements en fil d'argent sur la peau humaine (Melnik, Callawaert, Dorrestein 2023) met en évidence un impact remarquable du fil d'argent sur le microbiome et la chimie de la peau. De manière inattendue, l'étude a montré que la biomasse microbienne sur la peau augmentait chez la majorité des sujets testés lorsqu'ils portaient des t-shirts en fil d'argent. L'argent a entraîné une augmentation de la diversité et de l'abondance des bactéries peu abondantes et une diminution de la diversité chimique. Des changements relativement faibles dans le microbiome ont entraîné des modifications de la composition moléculaire. Cette conclusion ouvre la voie au scénario selon lequel les traitements antibactériens pourraient créer l'effet inverse - les textiles traités antibactériens pourraient-ils même provoquer plus d'odeurs que les textiles non traités ? Nous suivons avec intérêt les recherches à venir.
Texte : Ester Nylöf, rédactrice
Annexe :
Le monde invisible
Comment la vie sur Terre est-elle organisée aujourd'hui ? Jusque dans les années 1960, toutes les formes de vie sur Terre étaient classées en deux catégories : les procaryotes et les eucaryotes. La division en deux domaines bien définis était basée sur la présence du noyau, une membrane qui renferme la molécule d'ADN.
Les eucaryotes, le domaine qui comprend tous les organismes multicellulaires, possèdent un noyau. Les procaryotes, qui semblent tous être des bactéries, n'en ont pas. Les bactéries/procaryotes, à leur tour, ont été classées principalement en fonction de leur apparence et de la façon dont elles réagissent à certains produits chimiques.
Dans les années 1960, le scientifique américain Carl Woese a commencé à déchiffrer systématiquement, à l'aide de méthodes simples et fastidieuses, le code qu'il estimait être le dénominateur commun le plus simple de la vie : l'ARN ribosomique.
L'ARN ribosomique forme, avec d'autres protéines, le ribosome, une structure où le code de l'ADN est "traduit" en chaînes d'acides aminés - un processus fondamental chez tous les êtres vivants. Woese a alors découvert qu'il existait un groupe de micro-organismes qui ne semblaient pas être apparentés aux bactéries. Les codes étaient trop différents. Mais en même temps, ces organismes étaient unicellulaires et dépourvus de noyau cellulaire. Il s'agissait donc de procaryotes, mais ils n'étaient toujours pas apparentés aux bactéries.
En fait, il a découvert le troisième domaine : les archées. Cette découverte a révolutionné la façon dont la vie sur Terre est liée et organisée. Depuis les années 1970, l'arbre de vie comporte officiellement trois branches : les bactéries, les eucaryotes et les archées.
La quasi-totalité de la vie sur Terre est unicellulaire
Toutes les bactéries sont unicellulaires. Toutes les archées sont unicellulaires. Presque tous les eucaryotes sont également unicellulaires. Mais parmi les eucaryotes se trouvent les exceptions les plus fascinantes de la vie : les grands organismes multicellulaires - plantes, animaux et champignons - c'est-à-dire tout ce que nous voyons autour de nous et à quoi nous pensons lorsque nous parlons de "vie sur Terre".
Les étranges archées ont d'abord été découvertes dans des environnements extrêmes, tels que les sources chaudes riches en soufre. Par la suite, on les a retrouvées partout, des échantillons de sol à l'intestin humain. Cependant, elles semblent vivre de manière totalement parallèle à notre domaine. Mais contrairement aux bactéries, elles ne semblent même pas interagir avec les eucaryotes - et ne provoquent donc aucune maladie connue.