какие виды связей есть в волосах
4.4. Химическое строение волоса
Цистиновые мостики очень прочны и отличаются высокой энергией связи (60—120 ккал/моль). Они расположены между различными цепями кератина, поэтому иногда их называют главными, ковалентными либо валентными связями. Цистиновые связи разрушаются при химической завивке, под воздействием препаратов восстанавливаются в искаженном виде, меняя при этом сечение волоса и его форму.
Ионные мостики находятся между щелочными группами остатков аминокислот в одной из основных полипептидных цепей и кислотными группами остатков аминокислот в другой цепи. Энергия такой связи составляет 50—100 ккал/моль.
Водородные мостики отличаются достаточно низкой энергией связи (2,5—10 ккал/моль), однако оказывают значительное воздействие на внутреннюю стабилизацию структуры полипептидных цепей в кератиновых волокнах. Легко разрушаются под воздействием влаги, что позволяет менять форму волоса при накрутке на бигуди. Восстанавливаются со временем полностью. Способ соединения полипептидных цепей оказывает решающее влияние на формирование многих свойств волоса, например его прочности и устойчивости, по отношению к различным воздействиям.
В ядре веретеновидных клеток коркового слоя содержится пигмент меланин, т.е. краситель. Красящие тельца, подобные пузырькам воздуха, в большом количестве заключены в межклеточном пространстве. Внутри микрофибрилл веретеновидных клеток пигмент накапливается в виде круглых либо овальных крупиц, соединенных в нити, параллельные продольной оси волоса.
Спектр цвета волос человека определяется двумя видами меланина: эумеланинами черного и коричневого цветов, окрашивающими волосы в темные тона — черный и каштановый, и феомела-нинами желтого и рыжего цветов, придающими волосам светлые теплые оттенки.
Если в волосах натуральный пигмент отсутствует, то говорят о так называемом альбинизме.
Химические связи в кортексе волоса.
Строение стержня волос
Волосы состоят из 3х слоев – кутикулы, кортекса и медулы.
Кутикула – верхний, защитный слой волоса. Он состоит из 4-8 плотно прилегающих друг к другу прозрачных чешуек, расположены по волосу сверху вниз, от корня к кончику. Кутикула подвижна, щелочь способствует раскрытию чешуек, а кислота сжимает чешуйки для защиты волос и придает дополнительный блеск.
Нормальная здоровая кутикула отражает свет и позволяет волосам легко скользить друг по поверхности друга.
Медула– центральная и самая мягкая часть волоса, занимает около 6% от всего объема. Присутствует в толстых, жестких волосах. Для человека не несет никакой функциональной нагрузки.
Кортекс – составляет 80-85% объема волос. Кортекс отвечает за механические свойства волоса – гиюкость, прочность. Состоит из продольных рядов белковых клеток, состоящих из аминокислот. Строение стержня волоса напоминает канат или электрический кабель. Белки, из которых состоит кортекс, не растворимы в воде и органических растворителях. Все восстановительные процессы происходят в кортексе.
Химические связи в кортексе волоса.
Кортекс волоса состоит из миллионов сложных белковых цепочек. Эти цепочки соединены между собой боковыми связями, которые связывают цепочки кератина между собой и отвечают за прочность и эластичность человеческого волоса. Эти связи имеют огромное значение для таких услуг, как термическая укладка, химическая завивка и химическое выпрямление волос.
Основными поперечными связями, которые влияют тем или иным образом на работу парикмахера являются: водородные, ионные или солевые и дисульфидные.
Дисульфидные связи – ковалетные химические связи, являются наиболее прочными. Они возникают между серосодержащими аминокислотами цистеином и метионином, расположенными на соседних полипептидных цепях. Дисульфидные связи в основном и обусловливают природную прочность волос. На разрыве и последующем восстановлении этих связей основан принцип химической завивки волос.
Хотя самих дисульфидных связей очень мало, но они очень сильные и не разрушаются водой. Разорвать дисульфидную связь можно с помощью препаратов для химической завивки и выпрямления. Мало того нормальное температурное воздействие, как, например, при термоукладке, не разрушают дисульфидных связей. Однако очень сильные воздействия температуры, как при воздействии кипятка и некоторых высокотемпературных инструментов для укладки, нарушают эти связи. Яркий пример такого сильного воздействия — утюжки для выпрямления волос.
Водородные связи – связи, намного слабее дисульфидных связей, но зато их гораздо больше по количеству. Они образуются благодаря взаимному притяжению атомов водорода, расположенных на соседних полипептидных цепях. Эти связи играют важную роль в обеспечении эластичности волос. Водородные связи легко разрушаются при намокании волос. Это позволяет волосам легко растягиваться. При высыхании волоса водородные связи восстанавливаются и фиксируют форму волос в том положении в котором волосы оказались.
Солевые (ионные) связи – довольно прочные связи, возникающие между расположенными друг напротив друга положительно (кислотными) и отрицательно (щелочными) заряженными свободными группами аминокислотных остатков, входящих в состав полипептидных цепей. Ионные связи зависят от pH на волосах, поэтому они легко разрушаются сильными щелочными и кислыми растворами. Но их в волосах так же много, поэтому оказывают значительное влияние на структуру и свойства волос.
Как вы заметили, в состав всех восстановительных средств и составов входит кератин, связано это с тем, что человеческий волос приблизительно на 80% состоит из кератина.
Химический состав волоса
Химический состав волоса сложен и многообразен. Из чего состоят волосы? В человеческих волосах содержится множество неорганических и органических соединений. В волосах много неорганических соединений. Дезо и Кахан колометрическим методом показали, что сухие волосы имеют следующий состав (в мг / г сухих волос): зола 6,3, азот 150, сера 50, фосфор 0,15, натрий 0,37, калий 0,13, кальций 1,7, магний 0,12, железо. 0,08, марганец 0,005, медь 0,01 (по Дезо). Сегодня мы расскажем о химическом составе волос. Читайте следующую статью на страницах volosyinform.ru.
Химический состав волоса
Самые важные органические соединения в волосах — это кератин и меланин. Кроме того, в них есть жиры и углеводы. Основное соединение волос — кератин. Кератин относится к белкам склеропротеидов, которые характеризуются высоким содержанием серы (5%) и азота (20%), устойчивостью к кислотам, основаниям и ферментам.
Аминокислоты в волосе человека
Кератин человеческих волос содержит множество аминокислот (Desaux):
I. Алифатические аминокислоты
Б. Серосодержащие аминокислоты
C. Моноаминодикарбоновые кислоты (и их амиды)
D. Основные аминокислоты
II. Ароматические аминокислоты
III. Гетероциклические аминокислоты
Триптофан — 1,8%
Пролин — 4,5%
Лейцин, цистин, глутаминовая кислота и аргинин — одни из самых распространенных аминокислот, содержащихся в человеческих волосах. По мнению некоторых исследователей, существует постоянная количественная связь между гистидином, лизином и аргинином; 1: 4: 12 или 1: 5: 16 (по Дезо). Количество и тип аминокислот варьируются в зависимости от вида животного, например, в овечьей шерсти есть такие аминокислоты, как треонин, глицин, метионин, изолейцин, которых нет в кератине человека, а овечья шерсть не содержит триптофана, который содержится в кератине человеческих волос.
Кератин
Кератин волос, как и инсулин, особенно богат цистином, аминокислотой с высоким содержанием серы:
Окисление сульфгидрильных групп до дисульфидных групп особенно важно в процессе кератинизации волос. На основании тестов, проведенных на овечьей шерсти, предполагается, что эта реакция протекает в присутствии иона меди. Он задерживает процесс окисления сульфогидрильных групп и вызывает дефект кератоза волос. Неизвестно, катализирует ли медь в неорганической форме или связана как фермент. Также ничего не известно о влиянии меди на рост волос.в человеке. Дисульфидные связи являются серьезным фактором сохранения эластичности кератиновых волокон.
Было показано, что при разрыве этих соединений модуль упругости кератиновых волокон в воде снижается до V10 от их предыдущего значения; однако в основном эти комбинации определяют устойчивость кератинов к ферментативному пищеварению и к действию других разрушающих агентов.
В повседневной жизни явление разрушения дисульфидов происходит при использовании сульфидов, содержащихся в средствах для удаления волос, и тиогликолатов, содержащихся в жидкостях для «холодной» завивки. Предполагается, что «дисульфидные связи» кератина соединяют отдельные пептидные цепи, а «водородная связь» в нерастянутой молекуле — фибриллярный белок поддерживает характерные складки цепи.
Меланин
Меланин придает цвет вашим волосам. Цвет волос зависит от количества и размера кератиновых зерен в коре головного мозга и от ее типа. В основном существует два типа красителей, придающих цвет волосам:
Красно-коричневый краситель образуется так же, как и в коже. Феомеланин образуется при окислении аминофенола, производного триптофана, до аминофеноксазона. Процесс окисления происходит под действием допахинона, образующегося в результате окислительного действия тирозиназы на ДОФА. Образование обоих типов красителяa тесно связывается с самим собой и зависит от активности тирозиназы.
Оба пигмента образуются в меланоцитах, которые переносят меланин в движущиеся колонны клеток коры волоса в более поздний период анагена. Механизм передачи меланина к эпителиальным клеткам волос не выяснен: он, вероятно, происходит через дендриты меланоцитов, но также меланоциты, обедненные деиндритом, отдают меланин. Меланоциты находятся в волосяном фолликуле внутри собственно волоса и обычно отсутствуют над ним.
Выше фолликула меланин находится в клетках коры волоса. В сердцевине волос мало красителя. Мнения по поводу наличия меланина в волосяном сосочке разделились. По словам Дезо, меланин иногда может встречаться в физиологических условиях — обычно в хроматофорах. Окисление меланина вызывает обесцвечивание волос. Этот химический процесс работает с химическими веществами, используемыми для обесцвечивания волос, такими как пергидрол.
Эпителиальные клетки теряют способность получать меланин из нормальных меланоцитов; потеря краски может быть связана с факторами снижения уровня холестерина или окрашиванием рака при определенных наследственных состояниях стержня волоса.
Углеводы
Наличие гликогена в виде внутриклеточных и межклеточных гранул во внешней оболочке волоса. Высокомолекулярные кислые мукополисахариды в форме хондроитинсульфата обнаруживаются в стекловидном теле волосяной капсулы, в капсуле и в волосяном сосочке (Rabbiosi and Gianetti, 1968). Гистохимические методы выявили наличие гиалуроновой кислоты и сиаловой кислоты. Содержание сиаловой кислоты в волосистой коже имеет тенденцию к снижению с возрастом (Раббиози и Ганетти).
Состав жиров, содержащихся в человеческих волосах, исследованных в эфирном экстракте волос *, следующий (Burtenshaw, 1942):
Общие липиды в волосах — 5,86%;
Советуем почитать: Факторы влияющие на волосы
Ферменты
Пероксидаза была обнаружена в дистальной кератогенной зоне (zona keratogenes) корня волоса, в бледном эпителиальном слое и в слое Хаксли внутренней оболочки волоса. Стержень волос (Bandman n и Bossa) несодержит пероксидазы.
Химический состав волоса видео
Какие виды связей есть в волосах
Не для кого не секрет, что волосы живут и умирают — они растут, а затем выпадают. И на их месте (в норме, конечно) вырастают такие же новые волосы. Почему создается потенциальная «мини-фабрика» по производству волоса — волосяной фолликул, в котором циклически фазы сменяют друг друга — сначала идет усиленный синтез клеток, а затем этот процесс затормаживается и полностью прекращается? Для чего природой была создана такая высокоорганизованная энергозатратная система? К сожалению, на сегодняшний день однозначного ответа на эти вопросы ученые дать не могут, хотя уже существует несколько гипотез. Может быть, в скором времени удастся получить ответы, т.к. большинство последних теоретических работ в области дерматологии и трихологии посвящены именно изучению биологических часов волосяного фолликула и процессам дифференцировки клеток.
На сегодняшний день научные исследования достигли такой высоты, что стала возможной расшифровка генов, ответственных за облысение, есть разработки, касающиеся генетической информации, ответственной за количество волос на голове, и т.д.
Но для того, чтобы разобраться во всем этом, начинать необходимо хотя бы с минимальных знаний о строении, составе и фазах роста волос.
Вы вероятно когда-нибудь уже слышали, что волос — это мертвая субстанция, но так ли это?
И так — и не так!
Волосяной фолликул — это корень волоса с окружающими его тканями, формирующими такие образования, как наружное и внутреннее корневые влагалища и волосяно-железистый комплекс (сальная и потовая железы, мышца, поднимающая волос, кровеносные сосуды и нервные окончания). Мы рождаемся на свет с определенным количеством таких фолликулов, величина эта генетически запрограммирована, и тут уж ничего изменить нельзя. Хотя, быть может, в недалеком будущем ученые смогут эту наследственную информацию, сейчас к этому созданы все предпосылки.
Каждый волосяной фолликул имеет собственную иннервацию и мускулатуру. Благодаря мышцам и нервным окончаниям волосяной фолликул обладает тактильной чувствительностью, позволяющей ему совершать едва заметные движения. Когда соответствующий мускул, так называемая «мышца, поднимающая волос», сокращается — от страха или под влиянием холода, волосы приподнимаются и сжимают кожу, образуя на ней пупырышки или так называемую «гусиную кожу». Кровеносные сосуды, окружающие волосяной фолликул и волосяной сосочек, снабжают их всеми веществами, необходимыми для размножения клеток и роста волос. Еще одна отличительная черта волос: скорость деления их клеток занимает в организме человека второе место после скорости пролиферации клеток в костном мозге.
Каждый волосяной фолликул является независимым образованием со своим собственным ростовым циклом и в разных фолликулах циклы эти не синхронны, иначе у нас выпадали бы все волосы одновременно, тогда как этот процесс протекает постепенно и незаметно.
Волосы состоят в основном из кератина — белка, построенного из аминокислот. Некоторые из этих аминокислот (цистин, метионин) содержат атомы серы (к этим сведениям мы вернемся, когда будем рассматривать строение волос).
Примерный химический состав здорового волоса таков:
Если волосы подвергались химическим, физическим воздействиям, если обнаруживаются те или иные заболевания волос, состав его может изменяться. Например, при частом окрашивании и химической завивке, неграмотном подборе средств по уходу за волосами, злоупотреблении термическими методами укладки волосы могут терять большой процент влаги.
В этом случае необходимо подбирать качественные средства для ухода за волосами, которые восстанавливают нормальный уровень влажности.
Каждый волос состоит из корня — та часть волоса, которая находится глубоко в коже, и стержня — его мы видим на поверхности (это то, что мы привыкли называть собственно волосами).
В стержне волоса различаются три концентрических слоя:
1. Наружный слой, или кутикула — его еще называют покровным, чешуйчатым,
2. Корковый слой, или кортекс
3. Медуллярный слой — центральное мозговое вещество.
Мозговое вещество волос
Это центральная часть волосяного стержня, которая представлена у человека не во всех видах волос. Например, в пушковых волосах медулла отсутствует. Мозговое вещество заполняют пузырьки воздуха — благодаря чему волос обладает определенной теплопроводностью. Медулла не играет никакой роли в изменении как химических, так и физических свойств волоса.
Кутикула волоса выполняет защитную, барьерную функцию. Она образована шестью-десятью перекрывающимися слоями прозрачных пластинок кератина, связанных между собой как многочисленными поперечными связями, так и липидными прослойками. Кутикула препятствует механическим и физическим воздействиям на волос. Неповрежденная кутикула хорошо отражает свет: волосы блестят, не ломаются.
Корковое вещество (кортекс)
Кортекс — основное вещество волоса (составляет от 80 до 85% объема волоса), которое состоит из тысяч кератиновых волокон. Эти фибриллы закручены между собой и связаны прочными поперечными связями.
Большое количество аминокислот, соединяясь между собой, образуют полипептидную цепь. Строение волосяного стержня подобно канату или электрическому кабелю. Полипептидные цепи переплетаются между собой, образуя нити, которые в свою очередь, навиваясь друг на друга, образуют суперспирализованную структуру — протофибриллы, а затем — микрофибриллы волоса. Микрофибриллы, объединяясь, образуют уже самые крупные волокна — макрофибрилы. Обвиваясь друг вокруг друга, макрофибриллы формируют основные волокна коркового слоя.
Длинные полипептидые цепи, расположенные в волокнах коркового слоя волоса параллельно друг другу, связываются между собой, образуя поперечные мостики. Если бы не эти ковалентные связи между определенными аминокислотными остатками соседних цепей, эти цепи разошлись, и волокно распалось. Именно эти поперечные связи придают кератину его уникальные качества: прочность и эластичность.
Существуют три основных вида поперечных связей:
Дисульфидные связи.
Водородные связи (или НЧЧЧН — связи).
Эти связи намного слабее дисульфидных связей, зато их гораздо больше по количеству. Они образуются благодаря взаимному притяжению атомов водорода, расположенных на соседних полипептидных цепях. Эти связи играют важную роль в обеспечении эластичности волос.
Солевые связи.
Это довольно прочные связи, которые возникают между расположенными друг напротив друга положительно (кислотными) и отрицательно (щелочными) заряженными свободными группами аминокислотных остатков, входящих в состав полипептидных цепей.
Структура и рост волос
Волосы вырастают примерно на 1-2 сантиметра за месяц, и рост нового волоса начинается от волосяного сосочка, который находится в основании волосяной луковицы.
Клетки делятся и размножаются внутри коркового вещества (образуется средней частью луковицы) — эта зона, прилежащая непосредственно к волосяному сосочку называется матриксом, или матрицей. По мере продвижения к поверхности кожи головы фолликулярные кератиноциты постепенно уплощаются и ороговевают, заполняясь твердым кератином (клетки кератинизуруются), превращаясь в безъядерные структуры. Среди клеток волосяной луковицы представлены и меланоциты, которые обусловливают естественный цвет волос.
В устье волосяного фолликула открывается проток сальной железы, содержащая кожное сало, маслянистую субстанцию, которая выделяется на поверхность кожи волосистой части головы. Кожное сало наряду с отшелушенными корнеоцитами эпидермиса и нормофлорой является основой защитной мантии кожи. Кроме того, кожное сало смазывает волосы, придавая им эластичность, гладкость и, в определенной степени, водоотталкивающую способность.
Жизненный цикл волос
Жизненный цикл волоса состоит из трех стадий.
Продолжительность жизненного цикла отдельного волоса колеблется от 2 до 5 лет.
Каждый волосяной фолликул генетически запрограммирован на производство примерно 25 — 27 волос.
Каждый волос живет по своему «индивидуальному плану», а потому разные волосы в одно и то же время находятся на разных стадиях своего жизненного цикла, а именно:
На волосистой части головы каждого человека расположено в среднем от 100 до 150 тысяч волосяных фолликулов, в которых волосы образуются, растут и из которых затем выпадают. Зная процентное соотношения волос в разных фазах можно подсчитать величину нормального выпадения волос. В норме день мы теряем в среднем 70-100 волос.
Строение волоса
Последнее обновление: 27.02.2021
Врач дерматовенеролог, трихолог, кандидат медицинских наук,
член Ассоциации «Национальное общество трихологов»
Каждый волос на теле человека имеет одинаковое строение: он состоит из волосяного фолликула (он же – луковица), корневого влагалища, в котором спрятан фолликул, и стержня волоса.
Она представляет собой уплотнение стержня, в которое заключен волосяной сосочек – образование из соединительной ткани и сосудиков, через которые в волос поступают питательные вещества (протеины, липиды и аминокислоты).
В луковице спрятана и волосяная мышца, поднимающая стержень волоса и делающая прическу объемной.
Это оболочка волосяной луковицы, состоящая из эпителия – тонкого слоя кожи, тоже наполненного кровеносными сосудами. К нему крепятся сальные и потовые железы. Они создают на поверхности кожи вокруг волоса защитную пленку, не давая грязи попадать через отверстия для волос под эпителий.
Это видимая часть волоса, находящаяся выше уровня кожи. Стержень волоса имеет простое строение: медула, кортекс и кутикула.
Как растет наш волос
Среднестатистическую голову украшают примерно 130 000 волос. В среднем один волос на нашей голове живет 2-5 лет. При этом, у блондинов волос больше, чем у брюнетов, а у рыжих их меньше всех.
Рост волоса происходит за счет деления клеток в волосяной луковице и включает три стадии:
Каждый волосяной фолликул запрограммирован на производство 25-27 волос, т.е. на прохождение 25-27 циклов. При каждой смене цикла волосяной сосочек несколько поднимается кверху, и волос поднимается выше вместе с ним. С возрастом циклы жизни волос сокращаются, пряди истончаются, теряют пигмент и эластичность.
Каждый человек рождается с генетически заложенным количеством волосяных фолликулов, которое невозможно изменить. Каждый фолликул обладает собственной мускулатурой и иннервацией (связь с центральной нервной системой).
Любой фолликул – это независимое образование, каждый волос имеет индивидуальное строение, развивается и растет. Именно поэтому процесс обновления локонов происходит незаметно.
Рост и развитие волосяного фолликула могут подвергаться изменениям вследствие физического, химического воздействия извне либо при наличии определенных хронических заболеваний внутренних органов, либо кожи головы.
Общее количество фолликул индивидуально. Например, у брюнетов волосяной покров составляет минимум 100 000 волосков, а у блондинов – более 150 000.
Каждый день мы с помощью шапок и расчесок теряем 50-80 телогенных волос. Это абсолютно нормально. При потере 100 и более волос в день речь идет уже об интенсивном выпадении, которое требует лечения.
На нашем сайте вы можете пройти тест на определение состояния ваших волос, и узнать, требуется ли вам косметическая помощь.
Цвет локонов
Трихологи различают более 50 оттенков прядей, однако наиболее распространенными считаются 8 цветов:
Определенный оттенок волоса обусловлен количеством в его структуре красящего пигмента меланина, белкового образования, в котором содержится азот, сера, мышьяк и кислород.
Типы волос
Еще одной особенностью строения волос является их тип. Важно понимать, к какому типу относятся ваши локоны и кожа головы, чтобы правильно выбрать средство по уходу за ними.
Прежде всего стоит запомнить, что здоровыми считаются гладкие, блестящие, упругие волосы. Определять тип локонов стоит через некоторое время после мытья, когда действие бальзамов на локоны уже не так ощутимо, а пыль и грязь еще не слишком повлияли на их здоровье.
Повреждения волос
Вне зависимости от строения волос и их структуры, под воздействием ряда негативных факторов. Специалисты выделяют три основных типа дефектов стержня:
К счастью, всегда можно восстановить структуру волос. Главное – вовремя заметить проблему и начать лечение.
Для окрашенных локонов всех прекрасно подойдет шампунь ALERANA®. Активные компоненты шампуня усиливают микроциркуляцию крови в волосяных фолликулах, стимулируют рост локонов, восстанавливает структуру волос, улучшает питание прядей, обеспечивают защиту цвета от потускнения.
Для точной диагностики обращайтесь к специалисту.