1.2.2. ФОЛЛИКУЛ (КОРЕНЬ) ВОЛОСА

Корень волоса называют фолликулом. Образуется он в результате инвагинации зародышевого эпидермиса, и в течение жизни новые фолликулы не образуются. На голове взрослого человека находится в среднем 100 000–150 000 волосяных фолликулов. Их активность периодична, т. е. каждый волос отрастает до максимальной длины, затем существует некоторое время без дальнейшего роста, после чего выпадает и на его месте вырастает новый волос. У человека данный цикл повторяется достаточное количество раз для поддержания густоты волос в нормальных условиях. Каждый волосяной фолликул является независимым образованием и имеет свой собственный жизненный ростовой цикл, при этом в различных фолликулах эти циклы не синхронны, иначе бы волосы выпадали у нас одновременно. Волосяной фолликул состоит из соединительнотканного и эпителиального наружного и внутреннего влагалищ, которые находятся на глубине 2,5–5 мм от поверхности кожи. Соединительнотканное влагалище развито лишь в нижней части корня. Наружное эпителиальное влагалище является продолжением мальпигиева слоя эпидермиса, который, истончаясь до 2–3 рядов клеток, сливается с клетками волосяной луковицы. Внутреннее эпителиальное влагалище образовано из клеток луковицы, в нём различают три слоя: наружный – слой Хенле, состоящий из одного ряда роговых пластин; внутренний – слой Хаксли, состоящий из 1–2 рядов клеток, имеющих своеобразную зернистость и ороговевающих в верхних отделах эпителиального влагалища; кутикулу – аналогичную по строению кутикуле самого волоса. Волосяной фолликул вдоль своей оси может быть разделён на три чётко различающихся части: волосяную луковицу, среднюю зону фолликула и собственно волос.

Иллюстрация №5: Нарисовано (с) Кувватов А.С.

Волосяная луковица – это часть, в которой происходит обильный клеточный митоз. Однородные матричные клетки нижней части луковицы начинают дифференцироваться в её верхней части на шесть концентрических слоёв клеток. Три внутренних слоя в дальнейшем становятся собственно волосом; это медулла, кортекс и кутикула. Затем следуют три внешних слоя корня волоса: кутикула, слой Хаксли и слой Хенле. Также в луковице находятся меланоциты, которые дают цвет растущим вверх клеткам, производя на свет фео-меланины и эу-меланины.

Средняя зона фолликула – это зона ороговения (кератинизации) и отвердения. В этой зоне волос приобретает прочность благодаря образованию цистиновых связей. Процесс дифференциации клеток внутренней оболочки корня и предположительно клеток собственно волоса включает в себя процессы образования кератинового белка (затвердевание) и гибели клеток, связанной с полной кератинизацией.

Собственно волос – клетки внутренней оболочки корня заканчиваются на уровне протока сальной железы. Вещество собственно волоса состоит, в основном, из слоя относительно безводных ороговевших клеток и внутриклеточного связующего материала. Секрет, выделяемый расположенными рядом сальными железами, смазывает волос и придаёт эластичность ему и поверхности кожи. Также секрет сальных желёз способствует удалению с волос отмирающих клеток волосяного корня.

Сальные железы – это железы внешней секреции, располагающиеся на всей поверхности кожи тела, продукт секреции которых служит жировой смазкой для волос и поверхности кожи. Особенно много сальных желёз в коже лица, груди и спины; почти все они открываются в волосяные фолликулы, и лишь на головке полового члена, крайней плоти, малых половых губах, сосках молочных желёз, в коже губ, уголках рта – открываются непосредственно на поверхность эпидермиса. Секрет сальных желёз (кожное сало) регулирует испарение воды и выведение из организма водорастворимых продуктов обмена веществ, способствует защите от проникновения в кожу различных вредных веществ из внешней среды, оказывает антимикробное и антигрибковое действие.

У взрослого человека в течение суток сальные железы производят 15–30 граммов кожного сала (1–2 столовые ложки). Покрывая кожу тонкой плёнкой, кожное сало придаёт ей эластичность, уменьшает трение соприкасающихся поверхностей; ограничивая испарение воды с поверхности кожи, предохраняет её от высыхания. Кожное сало и пот создают кислую среду на поверхности кожи – так называемую кислую мантию кожи, которая защищает кожу от гноеродных бактерий. Функция сальных желёз и свойства их секрета в значительной степени зависят от состояния эндокринной системы. При избыточном выделении сала и повышенной его вязкости кожа становится жирной, лоснящейся, поры её расширяются, и кожа напоминает апельсиновую корку; на поверхности могут появиться жирные слоистые чешуйки (себорея) или чёрные и белые угри, гнойничковые заболевания кожи. При несоблюдении личной гигиены и гигиены половых органов секрет сальных желёз скапливается и, разлагаясь, обусловливает резкий неприятный запах, может вызвать раздражение и воспаление кожи и слизистых оболочек. В подростковом возрасте часто встречается воспалительное заболевание сальных желёз и волосяных фолликулов – угревая сыпь. При пониженном выделении сала развивается сухость кожи; этому могут способствовать авитаминоз, заболевания нервной или эндокринной систем, кишечника, неблагоприятные внешние воздействия (например, длительное пребывание на солнце). При неправильном уходе за кожей сухость усиливается, появляются мелкие морщинки, кожа становится дряблой, чувствительной, появляются пятна, шелушение.

Мышца – поддерживает волос. В какой-то степени регулирует его объём. Например, при испуге и холоде мышца сокращается и появляется эффект взъерошенных волос, так называемые «волосы дыбом».

1.2.3. ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ВОЛОСА

Основой волоса является белок (твёрдый кератин – полное название: конденсационный полимер аминокислот), который в зависимости от различных факторов составляет 65–95 % всего веса волоса. Другие компоненты включают воду (до 15 %), являющуюся важной составляющей физических и косметических свойств волоса, а также липиды (до 6 %), пигмент (меланин – отвечает за цвет волос, до 2 %) и редкие (следовые) элементы. Белки волос состоят из длинных цепей, смешанных 20 или 50 различных аминокислот. Каждая цепочка имеет спиралевидный вид. Среди многочисленных аминокислот в волосе человека цистин является наиболее важной аминокислотой. Каждая цистиновая группа содержит две аминокислоты цистина, соединённые между собой при помощи двух атомов серы, образующие очень прочное соединение, известное как дисульфидная связь. В дополнение к дисульфидным связям в волосе в большом количестве имеются пептидные связи, а также СО- и NH-группы, создающие водородные связи между соседними цепочками макромалекул.

Волос условно можно разделить на три основные части: медулла, кортекс и кутикула.

1.2.3.1. КУТИКУЛА ВОЛОСА

Кутикула – внешняя защитная часть волоса. Состоит из 6–10 перекрывающих друг друга слоёв длинных клеток. Каждая клетка кутикулы имеет толщину примерно 0,5 мкм, открытую поверхность около 5 мкм и длину примерно 45–60 мкм. В человеческом волосе кутикула обычно имеет толщину 5–10 чешуек, так что толщина слоя кутикулы находится в диапазоне от 2,5 до 5 мкм.

Кутикула является барьером для сорбции больших молекул, таких, как красители, и защищает кору от физического повреждения (Feughelman, 1997). Кутикула имеет чешуйчатую структуру, в которой клетки кутикулы прикреплены к концу корня и направлены к кончику волосяного волокна, как черепица на крыше. Каждая клетка кутикулы состоит из ряда субламеллярных слоёв. Это:

• Эпикутикула.

• А-слой.

• Экзокутикула.

• Эндокутикула.

• СМС.

Иллюстрация №6: Нарисовано (с) Кувватов А.С.

Иллюстрация №7: (с) Кувватов А.С.

Наружный слой (эпикутикула) покрыт тонким слоем ковалентно связанных липидов (жирные кислоты), преимущественно 18-метил эйкозановой кислотой (18-MEA). Этот слой представляет собой внешний β-слой клеточного мембранного комплекса (СМС), который выступает в качестве смазки и отвечает за снижение трения чешуек и увеличения гидрофобности (Bhushan, 2010).

А-слой был впервые обнаружен и назван Роджерсом в 1959 г. (Rogers GE (1959) Electron microscope studies of hair and wool. Ann N Y Acad Sci 83:378–399). Он расположен непосредственно под клеточной мембраной эпикутикулы. Он имеет относительно однородную толщину (~ 110 нм). А-слой представляет собой наиболее сильно сшитую область волосяного волокна, сшитую как цистиновыми (дисульфидными) связями, так и изопептидными (амидными) группами, образованными между глутамином и лизином ферментом трансглутаминазой. За счёт химического состава и своего строения имеет наивысшую степень устойчивости к механическим и химическим воздействиям, а также наименьшую степень разбухания в воде.

Экзокутикула, которая прилегает непосредственно к А-слою, также имеет высокое содержание цистина (около 15–20 %). Экзокутикула была описана Swift JA как варьирующаяся от 100 до 300 нм в пределах одной и той же кутикулярной клетки и в среднем имеет толщину около 200 нм.

Самое низкое содержание цистина (около 3 %) находится в эндокутикуле (внутренняя часть чешуйки). Swift JA (Swift JA (1999) Human hair cuticle: biologically conspired to the owner’s advantage. J Cosmet Sci 50:23–47) показал, что эндокутикула человеческого волоса имеет неправильную форму, её толщина колеблется от 50 до 300 нм и в среднем составляет около 175 нм. Наименьшая степень сцепления в кутикуле находится в промежутке между наружным слоем β-слоя и δ-слоем СМС. И именно повреждения данного слоя приводят к расслоению кутикулы, удаляя чешуйки слоя и открывая следующий слой. Эндокутикула набухает в воде значительно сильнее, чем экзокутикула, из-за разного содержания в них цистина и, следовательно, соответствующей перекрёстной связи белковой структуры (Feughelman, 1997).

Края чешуек кутикулы на только что сформировавшейся части волоса гладкие и неповреждённые. По мере того, как волос отрастает всё дальше от кожи, оболочка может повреждаться и ломаться. Такой процесс повреждения является результатом воздействия окружающей среды или средств по уходу за волосами.

1.2.3.1.1. КЛЕТОЧНО-МЕМБРАННЫЙ КОМПЛЕКС (СМС)

Клеточно-мембранный комплекс (CMC), также известный как межклеточное вещество или неороговевшая область, представляет собой клейкий материал, удерживающий вместе все компоненты волоса, такие как: перекрывающиеся клетки кутикулы, клетки кутикулы и кортекса, а также соседние клетки кортекса. Он состоит из клеточной мембраны и адгезивного белкового материала. Доля СМС оценивается примерно в 3 % (Bradbury, 1973). Считается, что клеточно-мембранный комплекс является основным путём диффузии химических агентов (Robbins, 2002).

Сам СМС имеет пластинчатую структуру, которая состоит из центрального полисахаридного δ-слоя, известного как «межклеточный цемент», окружённого двумя богатыми липидами β-слоями. Внешний β-слой отделяет клетки кутикулы друг от друга, однако слабо связан с δ-слоем (Bhushan, 2010). СМС в основном представляет собой неороговевший белок с низким содержанием цистина (< 2 %), но с высоким содержанием полярных серосодержащих аминокислот (цистеин, тиоцистеин). Важным липидным компонентом СМС является 18-метилэйкозановая кислота (18-МЭА), которая также появляется на внешней поверхности каждой кутикулы (верхний слой) и ковалентно связана с белковыми структурами эпикутикулы.

Общее количество липидов, экстрагируемых из волос, обычно составляет 1–9 % от веса волос (Robbins C (2002).

Кроме того, СМС также присутствует в кортексе, но с переменной толщиной δ-слоя. Также нужно отметить, что химический состав СМС кортекса и кутикулы значительно различается и требует различных типов восстановления, что подробно описано у Clarence R. Robbins (2012 г.).