Пушковые. Те, фолликулы которых покрывают всю поверхность тела; Длинные. Волосы, расположенные на голове – прическа, борода, усы; Щетинистые. Волосы ресниц и бровей.
Волосы: сколько их. Жизненный цикл волос
На голове человека насчитывается в среднем до 100 тысяч волосяных луковиц. При этом, меньше быть может, а больше 150 тысяч – большая редкость. Помимо этой характеристики, волосы обладают следующими:
На голове младенца плотность волосяных луковиц в два раза меньше, чем у взрослого человека; В старости плотность волосяных фоликулов снижается; В течение жизненного цикла из фолликула вырастает до 30 волос; Волос растет от двух до семи лет и после этого впадает в период покоя на срок до трех месяцев; К старости активность роста волос снижается, а сам волос становится короче; После периода покоя волос выпадает и из луковицы вырастает новый волос.
Каждый волосяной фолликул имеет жизненный цикл, который делится на три этапа:
Анаген – это фаза роста волоса, которая происходит в результате активного митоза. Волос в этой фазе активно растет и может достичь одного метра в длину. Фаза анагена характерна тем, что волосы в этот период растут с одинаковой скоростью по всей поверхности головы. Вопреки расхожему мнению, в зимнее время года волосы растут активнее, чем в жаркий период. Эта фаза подразумевает активное развитие пигмента. К старости этот процесс замедляется;
Это непродолжительный период, который длится от десяти дней до двух недель. В это время рост волос и выработка пигмента прекращается, а сам фолликул сужается и перемещается ближе к поверхности кожного покрова;
В этот период, который длится до трех месяцев, волос становится слабее. Это обусловлено ростом нового волоса из того же фолликула. В это время старый волос может выпасть от любого усилия, примененного к нему извне. Старые волосы выпадают, а на их месте вырастают новые.
Виды волос и их описание
У людей существует три вида волос:
Лануго – это пушок на теле и голове младенца, который появляется в конце первого триместра развития в утробе матери. Рост волос начинается единовременно, поэтому все они имеют одинаковую длину. В начале последней декады, волосы выпадают. Поэтому недоношенные дети рождаются покрытыми нежным пушком. Для нормально развитого, и вовремя рожденного младенца характерно 2 вида волос:
Веллус. Это мелкий пушок (около 2 см), который лишен пигментации. Он развивается в мелких волосяных луковичках, находящихся почти у поверхности слоя дермы; Жесткий волос. Этот тип волос развивается на голове, бровях, ресницах ребенка. В период взросления из подобного рода фолликулов формируются лобковые, подмышечные и грудные волосы.
Структура волоса
Волос – это видоизмененный кожный покров тела. Волос имеет две составляющие: фолликул и непосредственно стержень.
Основной составляющей волоса является вещество под названием кератин. Оставшиеся компоненты – это связующие вещества, пигмент, жиры, металлы, витамины и небольшой процент воды (до 13%). Как не странно, именно процент содержания воды определяет жизнеспособность, внешний вид и другие качественные показатели волоса.
Кератиновые слои, состоящие из одноименных клеток, расположены по длине волоса. Именно это и обусловлены прочность и упругость волосяного стержня. Оболочка вокруг кератиновых слоев (корка) обладает защитной и удерживающей функциями.
В центре волоса расположена сердцевина или мозговой пористый слой. Количество пор увеличивается вместе с процессом старения организма человека. У животных сердцевина волоса имеет особенную функцию. Она действует, как теплозащита.
Поверх корки образуется капсула (оболочка). Это прочное образование, которое состоит из длинных клеток, наслаивающихся друг на друга подобно рыбьей чешуе. У основания эти клетки крепятся к поверхности волоса, а к концам свободно расположены по направлению роста волоса.
По мере того, как волос растет, чешуйки на концах повреждаются. Это происходит в результате воздействий окружающей среды, моющих и ухаживающих средств для локонов. При дальнейшем агрессивном воздействии на волос с помощью упомянутых средств, утюжков и плоек, повреждается и корковый слой.
Именно корковый слой отвечает за то, курчавые или прямые у человека локоны. К тому же, этот слой содержит воду, количество которой обуславливает красоту и здоровье волос. Источник проблем, связанных с волосами – нарушение оболочки, а вслед за ней и коркового слоя.
От чего зависит густота волос, цвет и их толщина?
Звучит странно, но у блондинов на голове волос значительно больше. По статистике у брюнетов до 100 тысяч волос на голове, а у блондинов от 150 тысяч и больше. Как правило, чем светлее тон волоса, тем он тоньше. По направлению от лба к затылку толщина волоса растет.
Это и обуславливает вариации оттенков цветов. Цвет волос и форма зависят от следующих факторов:
Этнической и расовой принадлежности; Генной предрасположенности.
Пигмент, который дает цвет коже и волосам человека называется меланин.
Обновляются волосы каждые 2-4 года. В сутки у человека выпадает до 50 волос. Стрижка не влияет на скорость роста и количество, и потерю волос. Это белок, состоящий из азота, серы, кислорода, и других компонентов. Он способен растворяться в щелочных и кислотных соединениях, но не реагирует с водой. Именно поэтому при мытье головы волос они не теряют цвет. Только с помощью кислых или щелочных красителей можно его изменить.
Физические характеристики волос
Основные физические характеристики волос следующие:
Волосы способны быть устойчивыми к разного рода воздействиям:
Механическим. Эта устойчивость обусловлена тем, что невозможно сжать волос тисками или ударить по нему так, чтобы он сплющился. Волос молодого человека способен выдержать нагрузку до 150килограмм. С возрастом этот показатель уменьшается. Волос имеет способность растягиваться под воздействием силы и уровнем насыщенности водой. Биологическим. Этот тип устойчивости характерен тем, что волос не подвержен процессу гниения; Химическим. Умеренно кислая среда не оказывает на волос отрицательного воздействия. Скорее, повышает их устойчивость к воздействиям внешних раздражающих факторов. Однако окислители и щелочная среда действует на волосы агрессивно. При этом, щелочь негативно влияет на прочность волос и может изменить их форму. Окисляющие (отбеливающие) средства вызывают изменения в зависимости от их концентрации. В низкощелочной среде повышается способность к росту пушковых волос.
Волос может впитывать воду, животные и растительные жиры, глицерин. Остальные вещества, имеющие минеральное происхождение, не способны впитываться в волос, и покрывают его снаружи пленкой. Благодаря этим знаниям, можно предусмотреть те изменения, которым подвергнется волос при воздействии на него того или иного средства.
Волосы являются не только естественным объектом красоты человека, но и выполняют важные функции в его жизни: защищают от перегрева или переохлаждения, от внешних травм и повреждений, реагируют на ухудшение здоровья организма.
Структура волоса
Волосы являются роговыми придатками кожи, состоящими на 80% из белка (кератина), на 10-15% из воды, и около 5-10% из минералов, пигментов и жиров (липидов).
Волос состоит из видимой части – стержня, который образуют омертвевшие клетки, и находящейся под эпидермисом живой части – корня. Сам корень или волосяная луковица окружена фолликулом, который определяет форму волос.
Структуру волоса составляют три слоя: внешний защитный чешуйчатый слой образует (1) кутикула, под которой находится (2) кортекс – вещество из омертвевших прочных эластичных клеток. Сам кортекс содержит высокомолекулярный пигмент меланин, отвечающий за толщину и натуральный цвет волоса. И в центре волоса содержится (3) мозговое вещество (или медулла), состоящее из микро- и макроволокон, воздушных полостей и кератина.
Структура волоса
Следует заметить, что сердцевина практически отсутствует в тонких и волнистых волосах. А в волосах толщиной около 0,06-0,08 мм мозговое вещество имеется у их основания – в корневой части, и по мере роста волос над кожным покровом – исчезает.
Базовой составляющей волоса являются меланины и кератины (белковые комплексы), а также минеральные соединения, жировые вещества и холистерол. Меланины – это пигменты со сложным химическим составом, они отвечают за цвет кожи и волос, являются мощными поглотителями ультрафиолета, защищают глубокие слои кожи от воздействия лучей. Кератины – это белки нитевидной формы, они обладают высокой прочностью, стойкостью к воздействиям микробов, перепадам температур, химических средств, выполняют защитную функцию.
Волосы обладают рядом физических свойств:
Гигроскопичность – способность впитывать воду и гигроскопичные жидкости (глицерин), жиры растительного и животного происхождения, не поглощая при этом минеральные масла и вазелин.
Капиллярность – способность волос впитывать, удерживать и переносить жидкости;
Прочность волос – это высокая устойчивость к внешним механическим и химическим воздействиям.
Гибкость и эластичность – волос обладает биологической памятью, он способен увеличивать длину при растяжении: сухой волос – около 20-30%, влажный волос – более 50%. Растягивающая сила быстро спадает и волос возвращается в первоначальную форму.
Электропроводность – способность легко электризоваться при расчесывании сухого волоса, особенно в холодное время года.
Абсорбционность – в данном случае это способность волос задерживать на своей поверхности различные микрочастицы пыли, благодаря кожному жиру, выделяемому сальными железами и покрывающему волос снаружи.
Устойчивость к биологическим воздействиям – высокая сопротивляемость волос к загниванию.
Виды, текстура волос
На поверхности тела человека различают три вида волос: пушковые, щетинистые, длинные.
Пушковые – волосы длиной около 0,4-16,0 мм и толщиной 0,01-0,02 мм (в зависимости от пола и расы), растущие на всей поверхности человеческого тела, кроме слизистых оболочек и ороговевших участков кожи, а также мест роста щетинистых и длинных волос. Пушковые волосы являются самыми тонкими и короткими, имеют сердцевину.
Щетинистые – более грубые волосы диаметром около 0,043-0,16 мм, образующие брови и ресницы, а также растущие в носу (у некоторых людей в ушах). Такой вид волос обладает хорошей иннервацией и упругостью, но малой эластичностью. Основной функцией щетинистых волос является защита от различных загрязнений и пыли, предохранение от воздействия солнечных лучей. Тесная связь волоса с нервными окончаниями позволяет быстро сигнализировать ЦНС о вреде инородных веществ организму.
Длинные – волосы, растущие на голове, в подмышечной и лобковой частях тела, а также на лице у мужчин.
В зависимости от того, какую форму и расположение имеет волосяная луковица (фолликул), волосы могут быть прямыми, волнистыми или вьющимися.
Прямой волос имеет правильную цилиндрическую форму. Волосяная луковица в подкожном слое расположена ровно. Волнистый волос имеет овальную форму сечения, вырастает из изогнутого фолликула. Вьющийся волос имеет неправильную сплющенную форму в виде изгиба в сечении. Корни вьющихся волос расположены в хаотичном положении по отношению к поверхности кожи.
На поверхности головы волос растет группами (или пучками) по 2-6 волос. Направление его роста происходит от макушки к лобной части, а на затылочной и височной частях – по направлению вниз. Также на поверхности головы встречаются следующие направления роста волос:
Центробежная расходящаяся прядь – образует натуральный пробор (или несколько проборов);
Центростремительная сходящаяся прядь – встречается редко, как правило, на нижней затылочной части головы (иногда на туловище), такой волос чаще топорщится;
Прямые, вихревые, и перекрестные звездочки;
Прямые и сходящиеся вихорки.
Следует учитывать направление роста волос при выборе стрижки и укладки, что в дальнейшем повлияет на формирование прически.
Цвета и оттенки волос
В зависимости от специфичности содержания видов пигмента, натуральный волос имеет многообразие цветовой палитры. Меланоциты – кожные клетки, расположенные в базальном эпидермальном слое, ответственны за синтез меланина.
Меланины разделяются на группы:
Эумеланины – пигменты в градациях черного, коричневого, темно-красного цветов. При высокой выработке эумеланинов цвет волос приобретает темный цвет.
Феомеланины – пигменты теплого желто-красного цвета, придают волосу светлые оттенки.
Трихосидерины – пигменты красноватых оттенков.
Основу цвета волос задают не только пигменты, но и содержание молекул воздуха в корковом и мозговом слоях: количество воздушных частиц в темных волосах меньше, чем в светлых, а седой волос полностью ими заполнен.
Натуральный волос может иметь следующие цвета:
Цвет
Расовая принадлежность
Брюнет
Шатен
Рыжий
Около 1—2 % популяции обладают естественным рыжим цветом волос. Чаще встречается у людей, живущих в Северной и Западной частях Европы, реже в остальных группах населения.
Блондин
Белокурый, пепельный, русый цвета волос преобладают у жителей Северной и Восточной частей Европы, а также встречаются у населения Африки.
Седой
Свойственен любой расе, является следствием атрофии натурального красящего пигмента.
Преобладание одного типа меланинов над другими определяет тон волос, а концентрация определяет интенсивность оттенков. Отсутствие натурального пигмента меланина, в волосах и коже говорит об альбинизме.
В зависимости от содержания феомеланинов, волосы могут иметь следующие оттенки:
Оттенки волос
Краткие характеристики
Пепельный
Малое содержание феомеланинов.
Матовый
Содержание феомеланинов чуть больше, чем в пепельном.
Золотистый
Значительное количество пигмента.
Оранжевый
Преобладание феомеланинов выше среднего.
Красный
Максимальное количество пигмента.
Как правило, обладателей зачастую не устраивает их натуральный цвет, форма, длина волос или вовсе их отсутствие. Сегодня инновации в индустрии красоты готовы угодить любому капризу: разработано множество косметической продукции по уходу за волосами, комплексов по восстановлению и лечению, трансплантации волос, различных видов наращивания волос и многое другое. Но при выборе того или иного способа обновить имидж с минимальными потерями и максимальным успешным результатом стоит внимательно изучить свойства и потребности своих волос.
Типы волос
В зависимости от количества жира, вырабатываемого сальными железами, генетического наследия структуры волос, воздействия внешних факторов, а также здоровья всего организма в целом, различают несколько типов кожи головы, соответственно, и типов волос:
Нормальный тип волос свидетельствует о том, что сальные железы вырабатывают достаточное количество жира, питая кожу головы и защищая волосы от внешнего воздействия окружающей среды. Волос здоровый, сильный, шелковистый и эластичный, легко расчесывается, остается чистыми от 3 дней и дольше. Как правило, такие волосы неприхотливы в уходе, послушны как для легкой укладки, так и для сложной прически. Для поддержания их красоты и профилактики здоровья нужно использовать шампуни и бальзамы для нормального типа волос, наносить маски для здорового типа волос, после мытья ополаскивать волос отварами из трав и растений.
Жирный тип волос является следствием избыточного выделения жира на коже головы, вызванного как особенностями организма, так и внешними условиями. Такой волос быстро загрязняется, приобретает некрасивый жирный блеск. Причинами излишней жирности могут быть изменения гормонального фона, беременность, стрессы, употребление в пищу большого количества острых, жирных продуктов, алкогольных напитков, сильнодействующих лекарственных препаратов, заболевания внутренних органов и ЦНС. Такие волосы склонны к выпадению, сопровождаемому сильным кожным зудом, и появлением себореи. Жирные волосы требуют более частого мытья, и особого ухода. Для достижения лучшего результата необходимо правильно подобрать косметические средства для мытья и ухода за волосами жирного типа.
Сухой тип волос имеет хрупкую структуру, секущиеся кончики, ломкий, ослабленный, сильно электризуется, плохо расчесывается, запутывается, склонен к более частому выпадению, сопровождается перхотью. Как правило, сухим волос становится вследствие неправильного ухода, недостатка витаминов и питания, чрезмерного влияния ультрафиолетовых лучей, постоянной сушки феном. Такому типу нужно уделить особое внимание, подобрать комплекс средств по уходу за сухими волосами, обогащенный витаминами и минералами, постараться меньше прибегать к приборам для сушки и укладки волос.
Смешанный тип волос наиболее распространенный среди остальных, он характеризуется засаленностью у корней и в то же время сухостью и ломкостью на кончиках волос. Такой тип сопровождает, в основном, обладательниц средних и длинных волос. Поскольку по всей длине волос не успевает получить нужное количество жировой смазки, выделяемой сальными железами, нижняя их часть остается ни с чем. Помимо того, недостаток питательных веществ, чрезмерная активность солнечных лучей, многократные укладки, термические и химические ожоги, полученные в результате окраски или завивки, приводят к тому, что волос становится беззащитным, теряет естественную силу, становится тусклым и хрупким. На сегодняшний день специалистами лабораторий и центров фармацевтики и косметики разработано множество средств по уходу за волосами смешанного типа на основе растительных экстрактов с комплексом витаминов и микроэлементов, при правильном подборе и применении косметической продукции можно восстановить и продлить жизнь волосам.
Для правильного подбора средств для мытья и ухода за волосами воспользуйтесь следующей таблицей:
Типы кожи головы и волос
Прежде чем приступить к применению какого-либо средства специального или лекарственного назначения, следует обратиться к дерматологу и трихологу за подробной консультацией.
К вопросу о заботе и уходе за волосами следует подойти так же чутко, как и ко всему организму в целом. Ведь правильно подобранный комплекс средств по уходу для различных типов кожи и волос поспособствует поддержанию их здоровья, укреплению и росту.
Жизненный цикл, выпадение волос
Во время своего жизненного цикла волос проживает три этапа развития:
Стадия активного роста (анагенная фаза).
Стадия замедления роста (катагенная фаза).
Стадия покоя (телогенная фаза).
Все три стадии волосы проходят постепенно и в разное время. У здорового человека 85% волос находится в стадии роста от 3 до 9 лет, 1% в течение 3-4 недель находится в стадии покоя, и оставшиеся 14% находятся на этапе выпадения. Спустя 3-4 месяца на месте выпавшего волоса вырастает новый и снова проходит свой жизненный цикл.
В течение человеческой жизни цикл роста волос повторяется до 25 раз. Средняя скорость роста волос за 1 сутки составляет около 0,35-0,50 мм, соответственно до 1,5 см в месяц. Рост волос замедляется с возрастом, либо по иным причинам: генетическое наследие, болезни, стрессы, плохое питание, неблагоприятные условия окружающей среды.
Выпадение волос на голове у человека в норме составляет от 40 до 80 (реже от 100 до 120) волосков в день. Облысение (алопеция) – выпадение волос выше нормы на протяжении длительного времени. Основными причинами облысения являются:
Гормональные изменения (характерно для мужского пола);
Болезни, сопровождающиеся высокой температурой;
Грибковые заболевания (после лечения болезни волос способен к восстановлению);
Заболевания нервной системы.
Волосы очень чутко реагируют на малейшие неблагоприятные воздействия изнутри и извне. Очень важно следить за своим здоровьем, вести правильный образ жизни, своевременно оказывать помощь и содействие скорейшему выздоровлению и восстановлению организма во время и после перенесённой болезни.
Полезные статьи
Популярные статьи
О нас
CAFUNÉ — наш сайт о красоте и здоровье волос. Здесь вы найдёте подробные статьи и полезные советы по уходу за волосами.
Как питать волос изнутри? Часть 1: строение волоса (кортекс, медула, кутикула) и кератина. Проницаемость, уязвимость, липидный барьер
Итак, я поправляю шапочку из фольги, надетую поверх моей маски и начинаю свой рассказ о структуре волоса и особенностях «питания его изнутри», как нам иногда обещают. Обратите внимание, в тексте могут быть фактические ошибки, потому что это просто конспект того, что интернет ответил на мои вопросы. Кроме части про связи и структуры в белках, это конспект учебника по химии за 10й класс. Во многом эта часть освещает вопросы строения кератина и волоса, которых касались на Hairmaniac и раньше. Зачем я пишу этот пост, если Zavitushki в своём посте про кератин всё уже описала? В моём тексте я немного иначе расставляю акценты, кое-что упрощаю, где-то обращаю внимание на другие моменты, плюс подвожу к основной теме проникновения различных веществ в волос.
Кератин
Примериваясь к посту и так, и этак, я поняла, что логичнее всего зайти реально издалека. Дело в том, что уходовыми средствами мы обычно пытаемся компенсировать повреждения волоса, но трудно говорить о том, как можно предотвратить или компенсировать эти повреждения, не зафиксировав, что именно может повреждаться в волосе. Поэтому начнём с самого начала.
Модель альфа-спиралей двух видов кератина, скрутившихся в димер. Картинка отсюда.
Волос состоит из кератина на 80-90%. Остальное составляет в основном вода (для эластичности) и липиды (для защиты). По сути стержень волоса — это разные виды кератина, собранные в элементы разной формы, которые связаны между собой кератиновым же цементом. Кутикула и кортекс имеют собственные особенности строения, но оба состоят из кератинов, так что всё, что воздействует на кератин, воздействует на весь волос.
Состав кератина
Итак, как устроен белок? Из отдельных атомов (в основном углерода, водорода, кислорода, азота и серы) собираются молекулы аминокислот. Это относительно небольшие (для органики) молекулы, их атомный вес болтается в основном в районе 100-150 дальтон. Для сравнения: вода весит 18, а молекула кокосового масла порядка 600-800.
Последовательность аминокислот в кератинахс большим содержанием серы. Каждая буква это аминокислота (у них есть сокращённые названия в 1 букву). Картинка отсюда.
Природные белки собираются из 20 разных аминокислот. Их можно представить в виде бусин. Сидит такая мастерица-Природа, у неё 20 коробочек с сортированными бусинами, и она их нанизывает как на душу положит. Хочет, три одинаковых, а хочет — десять невпопад. Если какая-то последовательность ей нравится, то она её откладывает. Получившиеся аминокислотные бусики и есть белок. Самые короткие состоят из 15-20 бусин-аминокислот, а самые длинные насчитывают тысячи. Вариаций бесконечно много. На этом Природа не успокаивается. Она берёт одинаковые бусы и связывает их между собой (да, я про полимеризацию), получая очень-очень длинные бусы с повторяющимся узором. Разумеется, такие длинные и держать-то неудобно, так что бусы укладываются, например, спиралькой. Чтобы спиралька не разворачивалась, её закрепляют… эээ дисульфидными связями. Тут моя бусинная аналогия буксует, так что вернёмся к атомам и молекулам.
Перевод картинки отсюда. Внимательный читатель может заметить, что здесь промежуточные филаменты, а в тексте дальше — протофиламенты. Всё потому что и фибриллы, и филаменты являются названиями структур, а структуры могут повторяться при сборке.
До меня всё детально и замечательно описала Zavitushki в своём посте про кератин, так что я только всё кратенько обобщу. Кератин — сложный белок. Более того, это не белок, а группа белков со схожими свойствами, и даже именно в человеческом волосе их 15 видов (в человеке закодировано 56). Из 20 возможных аминокислот в кератине задействовано 18, а вес молекулы составляет порядка 40 000 — 70 000 дальтон. Длинные бусики! Причём это только длина самой базовой последовательности, так-то образуются цепочки из множества таких молекул, которые потом компактно скручиваются.
Картинка отсюда.
В основном белки бывают в двух состояниях — альфа, то есть в виде спирали, и бета, то есть как бы просто сложенные в относительно плоском виде. Есть ещё вариант «беспорядочный клубок», но наш кератин не такой! В волосах в основном встречается спиральный вариант. Кератин сворачивается в спиральку, спиральки двух разных видов кератина сворачиваются в двойную спиральку, димер. 2 димера сворачиваются в протофиламент, 4 протофиламента в протофибриллу. Протофибриллы сворачиваются в микрофибриллу, а те массово образуют макрофибриллы. Макрофибриллы это уже вполне большие уважаемые структуры, которые скрепляются кератиновым цементом и образуют, собственно, структуры волоса. Из этого можно сделать вывод, что в волосах всё достаточно закрученно. И длинно. Как всё это держится вместе? Нет, конечно, при такой скрученности, молекулы могут просто запутаться и не расплестись, но звучит не слишком надёжно.
Структура кератина
Структуры белков делят по уровню организации. Первичная структура это последовательность аминоксилот, вторичная это форма скручивания/складывания молекулы белка (спираль), третичная это то как запутаны между собой спирали, образуя глобулы или фибриллы, а четвертичная это то, как глобулы/фибриллы уложены. Не у всех белков есть высшие структуры.
Картинка отсюда.
1. Первичная структура чётко закодирована в нашем ДНК, и организм не будет от неё отступать (и вообще с другой последовательностью мы получим другой белок с другими свойствами). Элементы первичной структуры, то есть аминокислоты, связаны пептидными связями. Это леска для наших бусин, самая прочная связь.
2. Вторичная структура обусловлена последовательностью аминокислоты. Некоторые из них способны образовывать дополнительные связи, химические или физические. Если в процессе скручивания в спираль способные к взаимодействию аминокислоты одного и того же белка оказываются рядом, они образуют связь, поэтому спиралька и не раскручивается: она связана дополнительно внутри. Эти связи бывают водородными, ионными и дисульфидными.
3. Третичная и четвертичная структура определяет, как белок сворачивается в глобулы и как глобулы располагаются относительно друг друга. Кератину эти структуры не характерны, потому что уже после вторичной (спирали) он начинает объединяться с другими молекулами.
Связи в кератине и способы их разрыва
1. Связь между карбоксильной и аминогруппой, характерная для аминокислот, называется пептидной. Если пептидная связь рвётся, то мы можем говорить о разрушении белка, и такая реакция считается необратимой. Эта связь рвётся под воздействием кислот и щёлочей, включая гидроксид аммония. Также я нашла материал, в котором говорится о заметных изменениях свойств кератина при нагревании до 140 градусов и выше. Ещё активное ультрафиолетовое воздействие разрушает белки. Словом, найти как непоправимо испортить кератин, можно. Вот восстановить его потом невозможно, только заткнуть прорехи.
2. Если пептидная связь — сущность белка, то его прочность на макроуровне обеспечивается за счёт — дисульфидных связей. Дисульфидные связи — связи между двумя атомами серы. Это полноценная химическая связь, весьма крепкая, хотя и не такая сильная как пептидная. Она обеспечивает постоянство формы белка.
Картинка отсюда. На этом изображении приводится пример вторичной структуры и показаны все возможные связи. а)Ионная связь между разными зарядами аминокислот; b)Водородная связь; c)Дисульфидная связь (это не 5, это S, то есть сера); d)Силы отталкивания, которые также стабилизируют форму цепочки.
Количество сульфидных связей зависит от количества серы в белке. В кератинах человеческого волоса её 5% в среднем. Но содержание серы неравномерно: её больше в верхних слоях кутикулы, обеспечивая её прочность, и меньше в самих фибриллах волоса. Надо понимать, что за счёт дисульфидных связей формируется не только спиралька или плоская укладка внутри одной молекулы белка. Большая часть таких связей — межмолекулярные. Две спиральки разных кератинов удерживаются рядом именно дисульфидными связями. Много серы и в матриксе, цементирующем веществе между фибриллами, так как ему нужно связывать фибриллы. Словом, прочность волос от базовой спиральки белка до связки макрофибрилл и верхнего слоя кутикулы обеспечивается именно дисульфидными связями. Серьезёно повредив их, нельзя рассчитывать на то, что волос будет в порядке.
Дисульфидные связи разрываются от того же, от чего рвутся пептидные: от света, воздействия кислот и щелочей, температур выше 80 градусов. Разорвать их легче. Также есть специальные процедуры, направленные на разрушение именно дисульфидных связей — кератиновые выпрямления и химическая завивка. Дисульфидные связи разрушаются под воздействием специальных реагентов, волос размягчается, его форму меняют, а потом добавляют реагенты для восстановления связей. Но связи восстанавливаются не все, так что структура волоса неизбежно страдает.
3. Ионные связи – связи между заряженными кусочкам и аминокислот. В воде (а в волосе она есть) некоторые части аминокислот могут приобретать заряд, и сила притяжения между этими кусочками удерживает волос в определённой форме.
Это физические связи, не химические, они более беспорядочны, легко разрушаются и образуются вновь. За счёт них волос также поддерживает свою структуру. В матриксе, например, преобладают аминокислоты со второй аминогруппой (положительный заряд), а на поверхности фибрилл — со второй кислотной группой (отрицательный заряд), что создаёт дополнительную прочность, сохраняя подвижность (связи ненаправленные, могут разрываться и образовываться вновь).
4. Водородные связи имеют ту же логику, что и ионные: это физические связи, гораздо более слабые, чем химические. Водородные связи весьма распространены, так как они – причина, по которой вода жидкость, а не газ. У молекул воды разный заряд на разных концах, они друг к другу притягиваются, образуя цепочки. OH-группы в составе белков также способны к созданию водородных связей. Картинка отсюда.
Водородные связи легко разрушаются и легко восстанавливаются, но их много, и они обеспечивают поддержание формы волоса. Ими можно немного управлять: водородные связи устаканиваются в процессе высыхания волоса, и если мы положим его как хотим (выпрямим на браш или накрутим), то какое-то время водородные связи будут удерживать его. Если попасть под дождь или просто во влажный воздух, то волос впитает влагу, водородные связи в нём перемешаются, и займут свои изначальные позиции. Отсюда и пушение или распрямление: ваши волосы созданы лежать иначе, увы.
Мораль
Кератин в волосах это куча аминокислот затейливо уложенных в спиральки, потом двойные в спиральки, потом в жгуты из спиралек, потом в жгуты из жгутов, и всё это залито цементирующим видом кератина, а снаружи заковано в 6+ слоев более плотного кератина. Мы можем практически безболезненно менять форму волоса с помощью мокрых укладок и внешней фиксации, но любое изменение цвета внутри волоса (травяное окрашивание это другая история) или долгосрочное изменение структуры волоса ведёт к необратимым или практически необратимым разрушениям. Ну вы это и так знали.
Строение волоса
Эту картинку так много раз своровали в интернете, что я не нашла источник.
Медула
В центре среза расположена медула. Вообще «медула» значит мозг, как костный мозг или спинной, но в статьях о косметике почему-то этого слова избегают, обходясь «сердцевиной». Медула содержит отличный от кортекса состав белков, а также лейкоцитарные гранулы. Она не всегда идёт сквозь волос, она может прерываться, а то и вовсе отсутствовать (волосы не очень мозговиты… простите, это так себе шутка). В 2005 году было неизвестно, зачем она вообще человеку нужна (нет, она не питает волос), с тех пор могли появиться новые исследования, но при поверхностном изучении открытых баз я ничего не нашла. В основном на неё обращают внимание в криминалистике для опознания человека по волосам. Но по сути нам это неважно. С медулой мы ничего сделать не можем, так что идём дальше.
А вот эта картинка из википедии. Я не стала её переводить, потому что она прекрасна с этим своим шрифтом и всё равно не то чтобы информативна.
Кортекс
Самая большая часть волоса, состоит преимущественно из кератина (белка). Кроме того, в кортексе есть вода, меланин и ионы всяких металлов в небольших количествах. У нас по всему организму металлы в небольших количествах, это нормально, организму много разного нужно для работы. Собственно, строение кортекса было описано в разделе про кератин. Это вытянутые макрофибриллы кератина средней плотности кератина, которые скреплены цементирующим кератином и собраны в кортикальные клетки волоса. Они бывают двух типов, и их соотношение обуславливает степень кудрявости волоса, но про это лучше опять же у Zavitushki почитать.
Микрография кортекса отсюда. Чёрные точечки, на которые указывают стрелки это меланосомы!
Кутикула
Многослойная защитная плёнка, состоящая, опять же, преимущественно из кератина. Правда, кератин в кутикуле отличается от кератина внутри волоса. Структура кутикулы представляет собой чешуйки, плотно прилегающие друг к другу. В зависимости от генетических (преимущественно расовых) особенностей кутикула может достигать от 4 до 12 и более слоёв чешуек.
Картинка отсюда, стрелочки с пояснениями от меня.
Сами по себе чешуйки не так просты и тоже имеют многослойную систему (т.е. каждый слой кутикулы, каждая чешуйка, даже та, что внутри, имеет перечисленные ниже слои). Имейте ввиду, кутикула изучена вовсе не вдоль и поперёк, и про некоторые слои мы можем сказать только, что они есть. Скажем, есть исследования, которые говорят о том, что между кутикулой и кортексом есть слой, который защищает кортекс от химических воздействий, и при удалении кутикулы сильно легче кортекс красить не стало.
1. Эпикутикула Белковый слой, удерживающий на поверхности волоса липиды: жирные кислоты и эфиры. Эпикутикула покрывает каждую клетку кутикулы снаружи, не только верхний слой, содержит большое количество серы (то есть довольно плотная) и связанные химически липиды на поверхности. Это важный слой, защищающий волосы от трения, УФ-излучения и химических воздействий (до определённой степени). Основная угроза естественному липидному слою — конечно, мытьё головы. Современные шампуни, даже сульфатные, по идее минимизируют вред кутикуле, например, за счёт нейтрального или даже кислого pH, но всё же этот липидный слой со временем повреждается. Выработать новый слой волос не может, по тем же причинам, что он не может отрастить новый мелатонин или кератин: это кучка ороговевших клеток без жизненных процессов внутри. Липиды поставляет кожа головы, но кто же даёт себуму стечь вниз до самых кончиков? Собственно, часто «сухость» волос, в том числе и у кудряшек, это повреждённый липидный слой. Именно поэтому масла, жирные спирты в связке с катионными ПАВ типа бегетремониум хлорида (посмотрите в состав вашего кондиционера) «увлажняют» волос, от чего он становится блестящим, гладким и здоровым на вид. Я не имею ввиду, что это плохо, наоборот, кондиционер это хорощо. А вот мыть голову плохо! Ой, погодите-ка… Кстати, тут же прослеживается корреляция низкой пористости с жирной кожей головы. Хватает себума на поддержание кутикулы волоса!
Картинка отсюда. AL это А-слой, exo это экзокутикула, end — эндокутикула, а стрелочки показывают на мембранно-клеточный комплекс, который расположен между слоями кутикулы.
2. А-слой
Он сцеплен с эпикутикулой и эксзокутикулой и представляет собой наиболее прочный слой, то есть содержит большое количество цистина, аминокислоты с серой. Этот слой защищает волос от механических повреждений.
3. Экзокутикула и эндокутикула
Судя по фотографиям, между этими слоями нет чёткой границы, но зато есть визуально заметная разница в структуре белка. Их свойства также различны — экзокутикула более прочная и вместе с А-слоем несёт защиту от механических повреждений, а эндоткутикула зато гибкая и охотно впитывает воду. Когда она набухает, слои кутикулы чуть раздвигаются и между ними появляются просветы. Поэтому хорошо намоченная кутикула более проницаема. Кроме того, эндокутикула (то есть внутреняя) больше страдает от УФ излучения, а а экзокутикула то есть внешняя, хотя она всё ещё под А-слоем и эпикутикулой) страдает от химического воздействия. То есть теперь, когда ваши волосы пострадают, вы будете знать, какая конкретно часть от чего. Утешительно.
4. Мембранно-клеточный комплекс
Приближение на комплекс между слоями кутикулы. Центральный плотный δ-слой и окружён двумя β-слоями низкой плотности. Картинка отсюда. Это трёхслойный комплекс, который представляет собой слой прочного (относительно) протеина, окружённый двумя дилипидными (то есть жировыми) слоями. Он соединяет клетки (слои) кутикулы, а также кутикулу с кортексом. Вероятно, при повреждении наружного слоя кутикулы, он становится эпикутикулой. Наличие этого комплекса позволяет волосу не сразу впитывать воду.
Как мы видим, кутикулу от кортекса отличает в первую очередь наличие липидов. Для здорового и крепкого волоса наличие проникающих масел (и покрывающих) не повредит. Всё, что проникает кортекс, проникает и в кутикулу, и вредные, и полезные вещества. Принципально то, что с кутикулой можно работать и на поверхностном уровне, создавая на ней искутвенные защитные слои и латая отвалившиеся кусочки.
На этом разбор строения волоса закончен, а впереди — теория о том, как это строение разрушить. А потом восстановить. Но сначала разрушить.
Список литературы:
У всех свои хобби, мои — мыть голову и писать длинные посты, в которых я могу раскрыть своё занудство и покопаться в теории. В следующих частях я планирую разобрать, как кератин разрушается, и как работает косметика для волос. Думаю, всего будет три части.
Структура волоса
