Як харчувати волосся зсередини? Частина 1: будова волосся (кортекс, медула, кутикула) і кератина. Проникливість, вразливість, ліпідний бар'єр

Волосся - це природна прикраса будь-якої людини. Мати красиве, доглянуте, блискуче волосся не відмовиться ніхто. Засоби догляду за волоссям - величезний сегмент косметичного ринку, і саме цей сегмент ринку особливо важливий для російського виробника косметики. Щоб створювати засоби для волосся, які будуть затребувані споживачами, недостатньо добре розбиратися в хімії. Корисно мати уявлення про те, що ж таке волосся з точки зору біології, як воно влаштоване і як живе. Саме цим питанням і присвячена справжня стаття.

Волосся під мікроскопом

Біологічна функція волосся - це захист голови від перегрівання, охолодження, механічних пошкоджень. Приблизний хімічний склад здорового волосся такий: 3-15% води, 6% ліпідів, 1% пігменту, 78-90% білка (кератина). Основними елементами у складі волосся є вуглець (49,6%), кисень (23,2%), азот (16,8%), водень (6,4%), сірка (4%). Крім того, до складу волосся входять магній, миш'як, залізо, фосфор, хром, мідь, цинк, марганець, золото.

Малюнок 1. Будова волосся

З точки зору фізіології, волосся - це «мертва» освіта. Волосся не забезпечується кров'ю, до нього не підходять нервові волокна і не приєднуються м'язи. Тому при стрижці ми не відчуваємо болю, волосся не кровоточить, при їх натягненні не розтягується жоден м'яз. Але якщо волосся - це мертва освіта, то чому волосся росте і чому, коли ми вищипуємо волосся, нам боляче? Справа в тому, що кожне волосся складається з двох частин: видимої частини (стрижня волосся) і прихованого в шкірі фолікула. Живі клітини, які розмножуються з величезною швидкістю, знаходяться в волосяному фолікулі, що залягає глибоко в дермі.

Волосяний фолікул - це корінь волосся з навколишніми його тканинами і волосяно-залізистий комплекс (сальна і потова залози; м'яз, що піднімає волосся; кровоносні судини і нервові закінчення) (ризи.1). Ми народжуємося на світло з певною кількістю таких фолікулів, величина ця генетично запрограмована, і змінити тут що-небудь на даний момент часу неможливо. Кількість волосяних фолікулів різна у людей з різним кольором волосся. В середньому, загальна кількість волосся на голові у блондинів - 140 тис., у шатенів - 109 тис., у брюнетів - 102 тис., а у рудих - 88 тис. Швидкість ділення клітин волосяного фолікула займає в організмі людини друге місце після швидкості ділення клітин у кістковому мозку. Завдяки цьому волосся виростає приблизно на 1-2 сантиметри за місяць.

Кожен волосяний фолікул має власну іннервацію і мускулатуру. Завдяки нервовим закінченням, волосяний фолікул має тактильну чутливість. М'язи, що примикають до фолікула, скорочуючись від страху або під впливом холоду, піднімають волосся і стискають шкіру, в результаті на шкірі утворюються «мурашки». У гирлі волосяного фолікула відкривається проток сальної залози. Ця заліза виробляє шкірне сало, яке, виділяючись в гирлі волосяного фолікула, змащує зростаюче волосся і поверхню шкіри волосистої частини голови. Шкірне сало створює на волоссі плівку, надаючи їм еластичність, гладкість і водовідштовхувальну здатність. Активність сальних залоз контролюється статевими гормонами - андрогенами. У гирлі фолікула оселяються деякі бактерії - представники мікрофлори шкіри. Зміни мікрофлори ведуть до порушення кератинізації та появи перхоті.

Основи анатомії та фізіології шкіри і волосся

Шкіра людини на будь-якій ділянці тіла складається з однакових частин або шарів, тобто шкіра голови мало відрізняється від шкіри живота, наприклад. Клікніть і розгляньте малюнок нижче, на якому намальовано зріз шкіри з волоссям. Як ви бачите вона складається з трьох шарів:

1. Епідерміс
2. Дерма
3. Жирова клітковина

Епідерміс - це тонкий захисний шар клітин, який постійно оновлюється. Клітини розташовані у декілька шарів. Зовнішні шари клітин у вигляді рогових лусочок відмирають і відшелушуються, а знизу утворюються нові. таким чином відбувається оновлення. Епідерміс виконує захисну роль, захищаючи організм від зовнішніх впливів води, хімічних речовин і ультрафіолетового опромінення.

Дерма - це середній шар, що знаходиться під епідермісом. У ній розташовані судини, м'язи, сальні і потові залози, а також фолікули волосся або коріння волосся. Саме дерма обумовлює еластичність і тонус шкіри.

Жирова клітковина також надає форму шкірі. У ній проходять судини і розташовується нижня частина фолікулів волосся.

Який Ph шкіри голови і волосся у людини?

Ph шкіри голови і волосся у людини нейтральна і становить 5,5.

Волосяний фолікул - «фабрика» з виробництва волосся

Отже, волосся «зароджується» у фолікулі (ризи.2). Зростання нового волосся починається від волосяного (дермального) сосочка - сполучного утворення, що знаходиться в основі фолікула (волосяної цибулини). Волосяний сосочок містить кровоносні судини, що забезпечують клітини цибулини киснем і поживними речовинами, необхідними для розмноження клітин і росту волосся. Якщо гине сосочок - гине і волосся. Клітини фолікула діляться і розмножуються в зоні, прилеглій безпосередньо до волосяного сосочка. У міру просування до поверхні шкіри голови фолікулярні кератиноцити поступово втрачають свої ядра, стримуються і оброговують, заповнюючись твердим кератином. Серед клітин волосяної цибулини представлені і меланоцити, які обумовлюють інтенсивність кольору волосся. Чим більше меланоцитів - тим темніше волосся. З віком активність меланоцитів падає, в результаті чого волосся сивіє. Відтінок волосся визначається генетичними факторами і залежить від співвідношення вмісту двох основних пігментів: еумеланіну та феомеланіну (руде волосся). Таким чином, колір волосся залежить від комбінації двох факторів: співвідношення пігментів і кількості синтезуючих пігмент клітин.

Малюнок 2. Будова кореня волосся

Кожен фолікул є незалежною освітою зі своїм власним життєвим циклом (ризи.3). Життєвий цикл волосся складається з трьох стадій, його тривалість коливається від 2 до 5 років. Кожен волосяний фолікул генетично запрограмований на виробництво приблизно 25-27 волосся.

Малюнок 3. Життєвий цикл волосся

Перша фаза життєвого циклу волосся - анаген, коли фолікул виробляє тонке волосяне волокно, яке поступово зростає і стає товстим і пігментованим. Анаген триває від двох до п'яти років. Наступна фаза - катаген - фаза спокою. Ділення клітин фолікула сповільнюється і припиняється, волосяний фолікул «впадає в сплячку». Волосяна цибулина поступово від "єднується від волосяного сосочка. Ця фаза триває дуже недовго - від одного тижня до трьох тижнів. І остання фаза, що завершує життєвий шлях волосся - телоген. У період телогену нове волосся починає рости, а старе випадає. Оновлення клітин припиняється приблизно на 3 місяці (час, за який відновлюється зв'язок між знову синтезованою волосяною цибулиною і волосяним сосочком, і нове волосся входить у фазу анагену). Телогенова цибулина, яка повністю відокремилася від дермального сосочка, набуває витягнутої форми і починає рухатися до поверхні кожного покриву волосистої частини голови.

Кожне волосся живе за своїм «індивідуальним графіком», тому різне волосся в один і той же час знаходиться на різних стадіях свого життєвого циклу: 85% волосся перебувають у фазі анагену, 1% у фазі катагену і 14% - у стадії телогену. Коли співвідношення між волоссям, що знаходяться у фазах анагену і телогену, порушується і в стадії випадання виявляється більше 14-15% волосся, можна говорити про розвиток облисіння або алопеції. У нормі в день ми втрачаємо в середньому 70-80 волосся на день.

Типи шкіри голови і види волосся: коротка характеристика

Як правило тип шкіри і волосся розділяють за ступенем сухості і жирності. Виділяють:

• Нормальні
• Жирні
• Сухі
• Змішані

Жирність волосся пояснюється ступенем активності сальних залоз, про які я говорила на початку статті. І чим активніше ці залози працюють, тим швидше волосся засалюється.

У сухого волосся інша крайність. Вони більш ламкі і мають тьмяний колір. У людей з сухим типом волосся, найчастіше виявляється перхоти і кінчики. Давайте розглянемо ще таке питання: «Яке волосся одночасно росте на тілі людини»

На тілі людини розрізняють такі групи волосся:

• довгі
• щетинисті
• гарматні

Довгі розташовуються на голові, підмишках і лобці. Щетинисті - це ресниці, брови, волосся в порожнині носа і вуха. Гарматне - це решта волосся на тілі.

Які особливості зростання різних волосся у людини?

Все волосся на тілі у людини росте з однаковою швидкістю.

Стрижень волосся

Стрижень волосся має складну конструкцію. У центрі його знаходиться мозкова речовина, оточена кортексом, тобто корковим шаром (близько 80-90% всього обсягу волосся). Зовні волосся знаходиться кутикула, яка покриває кортекс, ніби черепицею.

Медуллярний шар (центральна мозкова речовина) - це центральна частина волосяного стрижня, яка представлена у людини не у всіх видах волосся. Наприклад, у гарматному волоссі медулу немає. Мозкова речовина заповнюють бульбашки повітря - завдяки цьому волосся має певну теплопровідність. Медулла не грає ніякої ролі в зміні як хімічних, так і фізичних властивостей волосся.

Корковий шар, або кортекс - це основна речовина волосся, яка становить від 80 до 85% його обсягу. Кортекс складається з рогової речовини кератину, утвореної склеєними ороговілими веретеноподібними клітинами. Як і будь-який інший білок, кератин складається з амінокислот, які формують поліпептидні ланцюги. Ці ланцюги переплітаються між собою, утворюючи нитки. Ці нитки, в свою чергу, навиваючись один на одного, створюють суперспіралізовану структуру: об'єднуючись по кілька штук, вони формують спочатку протофібрили волосся, потім - мікрофібрили і, нарешті, найбільші волокна - макрофібрили. Обвиваючись один навколо одного, макрофібрили формують основні волокна коркового шару (ризи.4). Фібрили орієнтовані паралельно осі волосся і паралельно один одному. Вони зв'язуються між собою водневими і дисульфідними зв'язками, які утворюють поперечні містки між фібриллами. Якби не дисульфідні містки між залишками цистеїну сусідніх білкових ланцюгів, то ланцюги розійшлися б, і волокно розпалося. Саме поперечні дисульфідні зв'язки між залишками цистеїну надають кератину його унікальні якості: міцність і еластичність. Але дисульфідні зв'язки не дуже міцні. У водному розчині дисульфідні містки можуть роз'єднуватися і з'єднуватися в новому положенні. Наприклад, якщо волосся намочити і накрутити на бігуді, то перегрупування дисульфідних зв'язків призведе до того, що висохле волосся на якийсь час буде зберігати форму бігуді, - утворюється завиток. На руйнуванні дисульфідних зв'язків і формуванні нових заснований принцип хімічної завивки волосся. Оскільки кортекс волосся, який головним чином забезпечує міцність волосся, весь тримається на дисульфідних зв'язках, йому потрібен додатковий захист, зокрема від води. Функцію захисту волосся від води і механічних впливів виконує бар'єрний шар - кутикула, яка також складається з кератину, тільки більш міцного.

Малюнок 4. Будова стрижня волосся. Умовні позначення: 1-кутикула; 2- кортекс; 3- медульярний шар

Кутикула являє собою шість-десять перекривних шарів прозорих черепицеобразно накладених один на одного плоских оброговілих клітин (кератинових лусочок), що містять в основному аморфний кератин. У кератині кутикули дуже багато цистеїну. Простір між чешуйками кутикули і між кутикулою і кортексом заповнений ліпідними пластами, що нагадують ліпідні пласти рогового шару. Однак у волосині цей прошарок організований інакше. Якщо в роговому шарі головну роль відіграють цераміди, то у волоссі на перший план виступають жирні кислоти. Переважно це розгалужена 18-вуглецева метилейкозаноєва кислота, яка пов'язується з цистеїном тіоефірним зв'язком. Так як цистеїну в кутикулі багато, метилейкозаноєва та інші жирні кислоти покривають чешуйки кутикули суцільним шаром (F-шар, або шар жирних кислот - fatty acid layer). Аналіз ліпідного складу волосся показує, що до складу інтегральних (ковалентно пов'язаних з цистеїном) ліпідів входить приблизно 50% жирних кислот (з них 40% метилекозаноєвої кислоти), 40% сульфату холестерину, 7% холестерину і 3% жирних спиртів. У складі полярних ліпідів (що формують міжклітинні ліпідні пласти) виявлено близько 60% церамідів, 7-10% глікофінголіпідів, 30% сульфату холестерину.

Завдяки ліпідному прошарку і наявності дисульфідних зв'язків чешуйки кутикули волосся щільно прилягають один до одного. Оскільки всі вони розташовуються в одній площині, промінь світла, що падає на волосся, рівномірно відбивається від його поверхні - волосся блищить. Тому блиск - обов'язкова ознака здорового волосся. Серед засобів, які наносяться на волосся, є багато речовин, які або руйнують ліпідний шар (наприклад, поверхнево-активні речовини шампунів), або дезорганізують дисульфідні зв'язки. Це призводить до ослаблення зв'язку між чешуйками кутикули. В результаті чешуйки кутикули піднімаються, зазубрюються і приходять у безлад. Світло, падаючи на таке волосся, відбивається хаотично, і волосся перестає блищати. Крім того, зазубрені чешуйки кутикули сусіднього волосся чіпляються один за одного і слуховуються при розчісуванні, оголюючи кортекс, в результаті волосся втрачає міцність і легко обламується.

Кератини: що це таке

Це головні будівельні білки людського тіла, за своєю міцністю вони поступаються лише хитину, який входить до складу численних членистоногих і не тільки. У людському тілі цей білок формує структуру епітеліальних клітин, які вистилають поверхню шкіри, слизових оболонок, у тому числі і у внутрішніх органах, залоз. У косметології цей білок також знайшов широке застосування: використовується «професійний» кератин - косметичні засоби, які покликані відновлювати волосся, нігті, а також стимулювати регенерацію шкіри після травм. Цей білок важливий ще й для нормальної роботи і підтримки обмінних процесів в:

• м'язах;
• кістках;
• сухожиллях;
• зв'язковому апараті суглобів;
• очах;
• численних тканинах організму.

Без достатньої присутності цього білка клітини не зможуть повноцінно ділитися і рости, а тканини відновлюватися після травм. Навіть після подряпин можуть залишатися сліди, які вимагатимуть косметичного лікування.

Речовини, необхідні для синтезу кератину в організмі

Деякі поживні речовини, що надходять з їжею, необхідні для синтезу цього білка. З метою поліпшення стану нігтів, шкіри, волосся потрібно включати продукти, що є джерелами таких речовин:

• Біотин

Або вітамін В7, який відіграє важливу роль у синтезі білка, забезпечує здоровий ріст волосся і нігтів.

• L-цистеїн

Є складовою частиною білка, також ця амінокислота важлива для вироблення колагену, вона забезпечує еластичність шкіри, допомагає організму правильно використовувати ці білки.

• Цинк

Цей мікроелемент важливий для здоров'я шкіри, підтримує регенерацію кератиноцитів, тобто клітин, які виробляють кератин.

• Вітамін С

Вітаміни - каталізатори обмінних процесів, а вітамін С підтримує утворення кератиноцитів, захищають шкіру від окислювального стресу. Крім того, вітамін С стимулює вироблення колагену, а колаген підтримує шкірний матрикс і таким чином надає антивозрастну дію, тому ці компоненти включають до складу косметики.

• Вітамін А

Цей вітамін підтримує регенерацію тканин, причому будь-яких клітин, в тому числі і кератиноцитів. До речі, ретинол стимулює саме розвиток кератиноцитів.

Продукти-джерела кератину

Можна виділити ряд продуктів, що є джерелами цінного білка, а також інших речовин, що забезпечують його засвоєння. У раціон рекомендовано включати курячі яйця, що є джерелом вітамінів В12, А. Одне зварене яйце покриє третину добової потреби. Ріпчастий і зелений лук містить N-ацетилцистеїн - це антиоксидант, який організм використовує для синтезу L-цистеїну. У часнику також міститься N-ацетилцистеїн, але за своїми хімічними властивостями він дещо відрізняється, та й призначення його інше - допомога в засвоєнні біотину.

У цих продуктах міститься велика кількість цинку, різних вітамінів. Під час досліджень було встановлено, що часник захищає кератиноцити від агресивної дії ультрафіолетових променів. Морепродукти - ще одне джерело цінного білка, цинку, Омега-жирних кислот, які підтримують обмінні процеси в організмі і важливі для роботи нервової системи і шкіри. Насіння соняшнику досить корисне для підтримки здоров'я шкіри, також в них міститься цинк, вітаміни В, Е та ін. Капуста - продукт, який багатий поживними речовинами. Це джерело вітаміну А, С, а також заліза і фолієвої кислоти. Не менш корисна морква, яка містить безліч вітамінів і цинку.

Косметичні процедури: очікування і реальність

«Професійний кератин для волосся», «кератинове випрямлення» - процедури, якими хваляться салони краси і обіцяють чарівний ефект. Однак не все так добре, як здається, і часом очікування не збігаються з реальністю. Крім користі, від кератину для волосся може бути і шкода. Перукарі використовують склади, в яких, крім цього будівельного і важливого білка, присутні й інші компоненти, наприклад, формальдегід. Під час процедури, наприклад, випрямлення, відбувається термічна обробка волосся. І якраз в ході впливу високих температур відбувається виділення токсичного газу, який може бути небезпечний не тільки для клієнта, але і для майстра, який проводить процедуру. Звичайно, на сучасному б'юті-ринку є засоби, які містять безпечні концентрації речовини і шкідливих домішок, але вони відрізняються високою ціною і вимагають певної майстерності від перукаря, який проводить процедуру. Крім того, будь-який надлишок шкідливий, тому до процедур потрібно ставитися з обережністю, з дотриманням показань і протипоказань. Дотримуючись правильного харчування, в якому присутня достатня кількість речовин для вироблення білків та їх засвоєння, можна бути впевненим у його достатній кількості для підтримки здоров'я шкіри та її похідних. Плюс до всього цей білок вводять у різні косметичні засоби, наприклад, для догляду за волоссям і нігтями.
Текст: Юлія Лапушкіна.

Зміна структури волосся протягом життя людини

Під час спостережень вченими за процесом зростання волосся людини, було встановлено, що їх формування відбувається ще до народження, а на різних етапах життя їх структура змінюється. Як це відбувається?

1. Спочатку з'являються гарматні. Вони виростають при народженні і залишаються у дитини до віку трьох років. Назва сама говорить, що їх структура дуже м'яка і тонка.
2. У віці від трьох до шістнадцяти років у дитини починають формуватися підліткові волосся, які розвиваються в генетично закладений тип і вже можна визначити, якими вони будуть надалі.
3. У юнацькому віці - 16-17 років, волосся переходить у стадію зрілості. А до 18 років, формування їх структури остаточно завершується.

У період статевого дозрівання у чоловіків з'являється рослинність на тілі та обличчі - вуса, борода. А у жінок - тільки на тілі. До старості у літніх людей спостерігається інтенсивний ріст брови, з'являється волосся у вухах і збільшується їх кількість у носі. З віком структура стає жорсткішою, а цибулина заглиблюється у шкіру.

Однак, те, що волосся продовжує рости і після смерті - це міф. Таке припущення спочатку зробили спостерігачі за ексгумацією, коли бачили їх незмінними після розкриття могил. Але лікарі-патологоанатоми спростували таку можливість, пояснивши це явище тим, що тканина волосся розкладається набагато довше за інші органи і не піддається впливу паразитів.