Запутанная наука: химия, биология и генетика кудрявых волос

Как устроен наш волос, что определяет его форму и окраску, что такое синдром «стекловаты на голове», почему кудрявые волосы чаще бывают сухими, почему завитки от расплетенной косички быстро выпрямляются и почему расчесывать мокрые волосы обычно не рекомендуют, объясняет Indicator.Ru.

Расплетаем загадки

Химически волос по большей части состоит из белка кератина. Любой белок представляет собой цепочку более мелких звеньев, аминокислот, каждая из которых в геноме записана тремя «буквами» ДНК. Однако простая последовательность аминокислот, которая удерживается пептидными связями, — это лишь первичная структура. Белки устроены сложнее. На втором уровне цепочка завивается в длинную спираль, между витками которой существует несколько типов взаимодействий. Среди них есть водородные связи, которые слабы, но многочисленны. Их легко разрушает вода, но затем они воссоздаются. Увлажнив волосы, можно заметить, что они удлинились, а если накрутить мокрые волосы на бигуди или заплести в косичку, то к моменту высыхания водородные связи переформируются, и мы получим желанные волны или завитки (правда, непрочные).

Впрочем, вернемся к белкам, там еще осталось много интересного. На уровне третичной структуры спираль комкается в шарик (глобулярные белки) или свивается в нить (фибриллярные белки). Поддерживать третичную структуру помогают несколько видов химических связей, в основном это слабые ионные связи, которые распадаются под воздействием кислот и щелочей, и дисульфидные мостики — ковалентные связи между двумя атомами серы в составе аминокислоты цистеина. К слову, это самые прочные связи в полипептидных цепочках. Дисульфидные мостики и считают главными виновниками человеческой кудрявости, именно поэтому не забывайте о них, они нам еще пригодятся.

Кератин в волосах — фибриллярный белок. Четыре тонкие нити третичной структуры сплетаются вместе, образуя витой шнурок — альфа-волоконце, или протофибриллу. Из примерно десятка протофибрилл состоит шнур потолще — микрофибрилла. Тысячи микрофибрил сплетаются в макрофибриллу, как тонкие волокна в канат, заполняя пространства в клетках волоса. Все эти процессы происходят в волосяной луковице, где еще живые клетки прячутся от жестокого мира, делятся и растут.

Черепица, краска и внутренний стержень

Выйдя наружу, волосы постепенно погибают, начиная с наружного покрова — кутикулы. Эту защитную оболочку волоса образуют 6-10 слоев клеток, ороговевших (погибших и тоже заполнившихся кератином), плоских и уложенных внахлест, как черепица. И пластинки этой черепицы тоже удерживаются вместе благодаря водородным связям. Этим и объясняется рекомендация не расчесывать волосы, пока они мокрые. Когда кутикула намокает, связи разрываются, и ее чешуйки размыкаются, а значит, и защищать волосы она будет хуже. Если кутикула плотно прилегает к внутренним слоям и хорошо смазана выделениями сальных желез, волос выглядит сильным и здоровым, в противном случае он становится ломким и сухим. Кстати, кудрявые волосы обычно сухие отчасти по механическим причинам: завитки мешают кожному салу распространяться по всей длине.

Волокнистый слой волоса, в котором есть фибриллы, называют кортексом. В клетках кортекса можно найти молекулы и гранулы разновидностей пигмента меланина, который придает волосам цвет. У рыжих это красно-оранжевый феомеланин, у брюнетов — эумеланин, у шатенов и русых — смесь обоих в разных пропорциях. При этом эумеланин откладывается в виде гладких, округлых гранул, а феомеланин гранул не образует, а распределяется по волосу диффузно, отдельными молекулами. Феомеланин хуже защищает от ультрафиолета и легче разрушается, так что у рыжих и русых людей волосы сильнее выгорают на солнце. Логично, что эумеланин в больших количествах синтезируются в волосах и коже тех, чьи предки жили в жарком климате.

Наконец, в глубине находится стержень волоса, он же медулла. Клетки в сердцевине волоса кубические, а не вытянутые, в них мало кератина, а между ними много пространства. Это нужно для того, чтобы там собирался воздух, обеспечивающий теплоизоляцию. Правда, в наше время мы меньше полагаемся на волосы в этом вопросе, необходимость в медулле постепенно отпадает, поэтому у многих людей она становится прерывистой или даже исчезает.

Стекловата на голове

Кудрявость волос (как и их цвет) определяется генетически. Некоторым людям с этим наследственным признаком особенно не везет — настолько, что их волосы привести в порядок не проще, чем стекловату. Проблему даже называют соответственно — spun glass hair, более научный вариант — «синдром нерасчесываемых волос». В статье International Journal of Dermatology описывается случай 14-летней девочки, которой не помогали никакие процедуры: ее волосы были вьющимися и очень сухими и запутывались в узел сразу же после расчесывания. Ученые рассмотрели ее волосы под поляризационным микроскопом и увидели, что каждый отдельный волос перекручен вокруг своей оси, и по нему идет продольная борозда.

Такая форма становится следствием неравномерного роста волоса в волосяном фолликуле, а ее появление ассоциируют с мутациями в генах PADI3, TGM3 и TCHH (запомните его, он нам еще пригодится). На сегодня действенного лечения для таких людей нет, ведь это состояние не опасно, и у врачей, как правило, находятся проблемы поважнее. Но есть и хорошие новости: обычно в процессе взросления волосы сменяются, и со временем синдром проходит сам собой. Кстати, был даже знаменитый деятель науки, которого трихологи (так называются специалисты по волосам) относят к потенциальным обладателям стекловатной шевелюры. Догадываетесь, кто? Этим ученым был Альберт Эйнштейн.

Корень всех бед

Форма волоса в сечении необычна не только у носителей мутации, жалующихся на серьезные проблемы с расчесыванием. У большинства людей фолликулы круглые, как на картинке выше, и стержень волоса растет из-под кожи под прямым углом. У обладателей же нежных волнистых локонов форма фолликула овальная, а сам волос растет немного под наклоном. У курчавых людей волос описывает дугу перед тем, как выйти на поверхность, а на срезе он похож на сильно сплюснутый овал, на букву D или даже на полумесяц (если кудряшки совсем африканские, про такие говорят «как на иголку накручивал»). Чем более плоским будет этот овал, тем заметнее получатся завитки.

Вообще же волосяная луковица гораздо больше похожа на лук, чем вы думаете. В ней есть семь слоев специальных эпителиальных клеток, уложенных концентрическими кругами, а покоится все это на кожном сосочке, состоящем из клеток соединительной ткани. Этот сосочек обеспечивает нашей луковице питание, и, как ни странно, кудрявость также зависит от того, как он повернут. В волосяном фолликуле есть зона деления, где клетки ускоренно размножаются, и зона дифференциации, где определяется их дальнейшая судьба и форма, а внутри синтезируется и нужным образом укладывается кератин.

Кажется, мы начали забывать про ген TCHH, а ведь он отвечает не только за синдром нерасчесываемых волос. На форму самого фолликула и, следовательно, волоса в сечении влияют и белки «сумки», окружающей волосяной фолликул. Ген TCHH кодирует белок трихогиалин, влияющий на затвердение кератина. Именно он, согласно статье в International Journal of Cosmetic Science, повинен в том, что большинству потомков европеоидов кудряшки по наследству не достались. В популяции наших предков распространилась разновидность гена трихогиалина, увеличивающая вероятность того, что волосы носителей будут прямыми. А вот потомкам восточноазиатских народностей кудряшек у своих детей ждать обычно не приходится по иной причине: в их популяции 10 000 лет назад сильно размножились обладатели варианта гена EDAR, кодирующего рецептор эктодиплазина А. Этот рецептор выполняет важную работу во многих клетках кожи, помогая им развиваться и определять свою судьбу.

«Память волос» и белок для колюшки

Таким образом, кудрявость зависит не только от состава волоса, но и от того, как он рос из фолликула, как распределялось напряжение. Недаром авторы статьи 2007 года в International Journal of Dermatology назвали кудряшки «материалом с памятью формы». Организация макрофибрилл внутри клетки кортикального слоя волоса определяет форму этой клетки: будет ли она просто веретеновидной (по-английски такие клетки называют paracortical) или вытянутой, но извилистой (orthocortical). Промежуточный вариант называется mesocortical, но он играет не особо важную роль. У обладателей кудрявых волос веретеновидные клетки обычно расположены с наружной, выпуклой стороны завитка, а клетки неправильной формы — с вогнутой. У тех же, кого природа наградила прямыми волосами, оба типа клеток распределены по всему волосу случайным образом, а «извилистых» клеток в целом меньше.

Снабдив флуоресцентными (светящимися) метками кератин, в котором неравномерное формирование дисульфидных мостиков отвечает за форму кортикальных клеток, ученые обнаружили, что в волосяном фолликуле этого белка больше в клетках с той стороны, откуда будет расти выпуклая часть завитка. Разные формы кортикальных клеток появляются в зависимости от того, как распределился кератин в волосяной луковице. И даже та часть волоса, которая давно появилась на свет, «помнит» об условиях своего «рождения».

Тем не менее одними проказами кератина объяснить кудряшки не удается: для получения одностороннего (как в ресницах) и двустороннего (как в мелких «африканских» кудряшках) изгиба еще и сами клетки в фолликуле и его оболочек должны делиться асимметрично. Как установили авторы другой статьи, к этому причастен белок IGFBP-5 (Insulin-like growth factor-binding protein 5, что переводится как «белок, связывающийся с инсулиноподобным фактором роста», а фактор роста как раз и поощряет деление клеток). В волосяной луковице, откуда растут прямые волосы, мало IGFBP-5, и он распределен равномерно, а когда белка больше и он концентрируется по одну сторону оси «вытянутости» фолликула, то появлялась асимметрия в делении клеток, и с этой стороны формировался изгиб. Эта закономерность сохраняется как минимум на протяжении нескольких циклов появления, роста и выпадения волос. Забавно, но у рыб колюшек тоже есть этот белок, хотя используется он не для роста волос, а для адаптации к солености воды (если вас вдруг заинтересовало, что еще у колюшек для этого есть, можно прочитать статью из Molecular Ecology).

Яйцо, курица и ансамбль

Вся эта, прямо скажем, и без того непростая схема порождает вопрос, но не про курицу и яйцо, а про луковицу и белок. Изгибается ли фолликул из-за натяжения, возникшего по вине растущих в клетках кератиновых макрофибрилл, или асимметричное расположение белков возникает из-за того, что форма фолликула изменена? Таким вопросом задаются авторы обзора 2017 года, опубликованного в журнале Experimental Dermatology, однако они сразу же признают первенство в изучении этого вопроса за исследователями качества шерсти, для которых эта тема оказалась как минимум не праздной. Шерстяных дел мастера ответа так и не нашли, а вот авторы статьи рассмотрели пять предполагаемых механизмов:

1. Асимметричное распределение молекул структурного кератина в кортексе. Пока что на эту роль подходит только кератин hHa8 (он же K38), лишь его ученые уличили в неравномерном производстве по всему фолликулу, хотя с выпуклой стороны волосяной луковицы завитого волоса позже может появляться еще кератин hHb1 (K82). Возможно, однако, что это отвечает за изгиб волоса, но не за поворот вокруг своей оси, так как в фолликулах загнутых, но не кудрявых ресниц оба эти кератина тоже распределены неравномерно.

2. Разная форма клеток кортекса. Она зависит от того, как макрофибриллы кератина ориентированы внутри них по отношению к оси роста волоса. Они располагаются в ороговевшей клетке плотно, почти в кристаллическом состоянии, и для поддержки такой структуры как раз важны дисульфидные мостики. Если макрофибриллы выстроены в длину, то клетка будет просто вытянутой, а если нет, у нее будут собственные «извилины».

3. Неравномерное деление клеток корня волоса. Ряд исследований показывает, что белок Ki67 — верный признак усиленного деления клеток — неравномерно распределен в фолликулах кудрявых волос и ресниц. Здесь виноват как раз белок IGFBP-5, так как инсулиноподобный фактор роста заставляет клетки размножаться. Если делящаяся зона «мигрирует» вдоль оси фолликула, пока волос растет, это может создавать дополнительную закручивающую силу. Увы, мы пока этого тоже не знаем.

4. Особенности внутренней оболочки волосяной луковицы. Эта оболочка подразделяется на три слоя, два из которых названы в честь ученых: «бульдога Дарвина» Томаса Генри Гексли и знаменитого физиолога и анатома Фридриха Густава Якоба Генле (он же открыл и петлю Генле в почках). Третий слой (он для нас менее интересен, но вдруг) зовется кутикулой и срастается с кутикулой волоса, а вот клетки в слое Гексли производят кератины, которые взаимодействуют с трихогиалином, а в слое Генле — кератины, которые затвердевают и ороговевают первыми. Возможно, это и влияет на форму фолликула. Тогда наша цепочка отвечающих за это генов будет начинаться с PADI3 и TGM3, из-за мутаций в которых могут получиться волосы-«стекловата».

5. Различия кожных сосочков. Благодаря волосяному (он же кожный или дермальный) сосочку (выступ дермы, окруженный волосяной луковицей) кровеносные сосуды подходят к фолликулу и питают его. Возможно, клетки волосяной луковицы делятся неравномерно из-за неодинакового питания и формы этого самого кожного сосочка.

Если просуммировать все эти факторы, получается, что форма и тип волос не просто определяются благодаря генам, которые достались нам от родителей раз и навсегда. Нет, нужные условия должны возникать в фолликуле снова и снова, в циклах каждого сменяющегося поколения волос. Всем этим ансамблем клеточных процессов, которые влияют на форму фолликула и прочие предпосылки к появлению завитков, заправляют белки, а за их концентрацию, меняющуюся из-за включения и выключения генов, отвечает эпигенетика. Так что если после укорочения волос у кого-то вдруг отросли кудряшки, не надо винить парикмахера или бритву. Здесь постарались генетические переключатели, и в следующих циклах роста волос белки в фолликулах играли совсем по другим нотам.

В следующей статье мы расскажем, как люди надолго превращают свои волосы во вьющиеся, а также что еще можно сделать со своими волосами, чтобы им было хорошо.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.

Семь секретов сбора березового сока

По всей средней полосе России продолжается сбор березового сока. Даже в Сибири сезон сбора уже стартовал, на пару недель опередив традиционные сроки. А вы уже были в лесу, дышали весной? Если нет, то в выходные непременно отправляйтесь за березовым соком!

Это ведь очень здорово: побродить по пробуждающемуся лесу, послушать журчание ручья, почуять аромат оттаявшей земли и уже готовых лопнуть почек. А потом выбрать несколько берез потолще да посильнее, просверлить неглубокие отверстия, и поставить под них бутыли – наполняться по капле холодной влагой, чуть сладковатой и мягкой на вкус.

Какие же секреты нужно знать, чтобы правильно собирать березовый сок и не навредить ни себе ни березкам?

Выбирайте экологически чистый район

Нельзя собирать березовый сок в районах, неблагополучных с точки зрения экологии, вдоль шоссе и железнодорожного полотна, а также под линиями электропередач. Такой сок может принести не пользу, а вред. Ведь береза, хоть и прогоняет сквозь себя влагу, взятую из земли, но целиком ее очистить от химических соединений все же не может. Отправляйтесь в чистый большой лес подальше от города, где природа не испорчена индустриальным влиянием.

Парки и заповедники не подойдут

По закону березовый сок нельзя собирать в городских парках и лесопарках, в местах массового отдыха населения, в дендрологических парках и ботанических садах. А также в историко-культурных заповедниках, мемориальных парках, в местах обитания диких животных и произрастания дикорастущих растений, включенных в Красную книгу. Эти ограничения относятся также к территориям санаториев, домов отдыха и учреждений здравоохранения. Так что если вы наметили себе приятный лесок, окружающий загородное отделение какой-нибудь больницы, то будьте готовы заплатить штраф.

Найдите дерево с толстым стволом

Романтические тоненькие березки, которые любят рисовать художники, для наших целей не подойдут. Сбор сока окажется безопасным только для дерева с толщиной ствола более 20 см в диаметре. Выбирайте сильное зрелое дерево с развитой кроной. Это свидетельствует о том, что его корневая система достаточно глубокая и разветвленная, а значит, дерево берет влагу не с поверхности, где корни питают загрязненные талые воды, а из чистых недр.

Чтобы определить, правильно ли вы выбрали дерево, сделайте неглубокий прокол коры – всего на сантиметр-полтора. Если на нем быстро появляются прозрачные капли, то можете сверлить дырочку и подвязывать посуду для сбора сока.

Как правильно собирать сок

Собирать его можно с момента таяния снега до проявления первых листочков, потом мощная корневая система березы уже перестает с такой интенсивностью гнать по стволу влагу. Отверстие лучше делать с той стороны ствола, которая обращена к югу: там активнее движение соков. На высоте 40-50 см над землей делаем неглубокий вертикальный надрез или сверлим дырочку, так, чтобы отверстие шло вглубь и вверх. Примерная глубина 2-3 см, так, чтобы только проникнуть под слой коры. Про зарубки топором сразу забудьте – это варварский метод.

В отверстие надо вставить «проводник» – например, пластиковую трубочку – и опустить его в емкость. Подойдет и самодельный желобок, лишь бы сок попадал в привязанную к дереву или подставленную тару. Лучше собирать в стекло, но и пластиковая тара подойдет, если вы не собираетесь долго хранить сок. Иначе в пластике он уже через 6-8 часов может приобрести неприятный синтетический запах.

Считается, что на дереве свыше 25 см в диаметре можно сделать два отверстия. Но даже на очень толстой березе их не должно быть больше четырех.

Сколько можно собрать сока и как «полечить» березу.

Если вы хотите собрать больше литра сока, а не просто ритуально отметить весну, то используйте несколько деревьев. Больше одного литра в день со средней березы брать нельзя. Это может навредить дереву. После того, как сбор сока закончен, надрез надо плотно закрыть. Опытные сборщики сока берут с собой в лес воск и замазывают отверстие. Можно взять и пластилин, лишь бы в дырочку не попали микробы и не началось гниение. Подойдет также хорошо пригнанная пробка из срезанной ветки или мох, который надо придавить куском коры и примотать к стволу.

В чем польза, кроме чистой радости

Дотошные ученые выяснили состав березового сока. В нем содержатся аскорбиновая кислота и витамины группы В, железо, магний, калий, натрий, кальций, фтор и фосфор. В незначительных количествах – медь, марганец, титан, кремний, барий. Глюкоза и фруктоза придают чуть заметный сладковатый вкус. Фитотерапевты утверждают, что березовый сок повышает иммунитет, улучшает обмен веществ, нормализует давление, стимулирует работу сердца, избавляет от отеков и снимает воспаления в ротовой полости.

Дерматологи добавляют, что он помогает при нейродермитах, фурункулах, угрях, экземах, для заживления ран, лечения перхоти и против выпадения волос. Так что не зря девушки на Руси непременно умывались первым березовым соком, считая его волшебным средством для девичьей красы.

Когда березовый сок вреден

Только тот, который собран вдоль автомобильных дорог. Березовым соком, собранным в экологически неблагополучном месте, можно даже отравиться. Поэтому никогда не покупайте его с рук, собирайте сами.

Березовый сок также запрещен тем, кто страдает диабетом и аллергией на пыльцу от березовых сережек. В последнем случае лучше вообще в березовую рощу до конца мая не ходить.

Если же вы знаете, что противопоказаний у вас нет и уверены в экологии места, то березовый сок – это то, что надо, чтобы обрести радость и бодрость, напитаться силами пробуждающейся природы.

Как его сохранить

К сожалению, березовый сок без специальной обработки долго не хранится. Постояв двое суток в холодильнике, потом он начинает мутнеть и киснуть, приобретает неприятный привкус.

«Можно отлично сохранить свежий березовый сок, если разлить его по бутылкам и заморозить, – рассказал корреспонденту «МИР 24» настоящий знаток живой природы Александр Ястребов, камчатский собиратель растений и великий искусник в деле их заготовки. – У нас на Камчатке снег еще не сошел, но скоро сокодвижение начнется. Я уже наметил себе березы недалеко от моего дома. А эта, с которой я сфотографировался – уникальна. Я ее берегу, никому не показываю и у нее сок брать не буду».

Александр по образованию музыкант, много лет назад переехал на Камчатку из Зеленограда, построил себе дом в лесу, на берегу озера, пишет музыку, играет на рояле и на гитаре, занимается охотой и рыбалкой, собирает дикорастущие растения, заготавливает, готовит из них фантастически вкусные блюда по собственным рецептам и потчует туристов.

«Замороженный сок ничем не отличается по вкусу от натурального, так можно заготовить очень много сока для себя и своей семьи, была бы только большая холодильная камера, – говорит Александр. – В этом году я так и сделаю. А еще из березового сока получается очень вкусный квас, который необыкновенно хорош для окрошки. И готовить его проще простого. Нужно сразу после сбора процедить сок, разлить по стерилизованным банкам или стеклянным бутылям и добавить в каждую несколько изюминок и сахар из расчета 10-20 г на литр. Потом надо завязать бутыли марлей и оставить сок на 3-4 дня побродить в прохладном месте. Потом закупорить и хранить в холодильнике или в погребе на боку. Так он может храниться несколько месяцев».

Татьяна Рублева

Дополнительные структуры кожи

Цели обучения

• Определение дополнительных структур кожи
• Опишите структуру и функцию волос и ногтей
• Опишите строение и функцию потовых и сальных желез

Дополнительные структуры кожи включают волосы, ногти, потовые и сальные железы. Эти структуры эмбриологически происходят из эпидермиса и могут распространяться через дерму в гиподерму.

Волосы

Рисунок 1. Волосяные фолликулы берут начало в эпидермисе и состоят из множества различных частей.

Волосы представляют собой ороговевшие нити, растущие из эпидермиса. Он в основном состоит из мертвых ороговевших клеток. Пряди волос происходят из эпидермального проникновения в дерму, называемого волосяным фолликулом . Стержень волоса — это часть волоса, не прикрепленная к фолликулу, и большая ее часть обнажена на поверхности кожи. Остальная часть волос, которая закреплена в фолликуле, лежит ниже поверхности кожи и называется 9.0019 корень волоса . Корень волоса заканчивается глубоко в дерме на волосяной луковице и включает слой митотически активных базальных клеток, называемый матрицей волоса . Волосяная луковица окружает волосяной сосочек , который состоит из соединительной ткани и содержит кровеносные капилляры и нервные окончания дермы (рис. 1).

Подобно тому, как базальный слой эпидермиса образует слои эпидермиса, которые выталкиваются на поверхность по мере того, как омертвевшая кожа на поверхности сбрасывается, базальные клетки волосяной луковицы делятся и выталкивают клетки наружу в корне и стержне волоса, когда волосы растут. мозговое вещество образует центральное ядро ​​волоса, которое окружено корой , слоем сжатых ороговевших клеток, покрытых внешним слоем очень твердых ороговевших клеток, известных как кутикула . Эти слои изображены в продольном сечении волосяного фолликула (рис. 2), хотя не все волосы имеют медуллярный слой.

Рис. 2. На слайде показано поперечное сечение волосяного фолликула. Базальные клетки волосяного матрикса в центре дифференцируются в клетки внутреннего корневого влагалища. Базальные клетки в основании корня волоса образуют наружную корневую оболочку. LM × 4. (Источник: модификация работы «kilbad»/Wikimedia Commons)

Текстура волос (прямые, курчавые) определяется формой и структурой коры и, в той степени, в которой она присутствует, мозгового вещества. Форма и структура этих слоев, в свою очередь, определяются формой волосяного фолликула. Рост волос начинается с производства кератиноцитов базальными клетками волосяной луковицы. Когда новые клетки откладываются в волосяной луковице, стержень волоса выталкивается через фолликул к поверхности. Кератинизация завершается, когда клетки выталкиваются на поверхность кожи, образуя стержень волоса, который виден снаружи. Внешние волосы полностью мертвы и полностью состоят из кератина. По этой причине наши волосы не обладают чувствительностью. Кроме того, вы можете стричь волосы или бриться, не повреждая структуру волос, потому что срез поверхностный. Большинство химических средств для удаления волос также действуют поверхностно; однако электролиз и выдергивание пытаются разрушить луковицу волоса, чтобы волосы не могли расти.

Стенка волосяного фолликула состоит из трех концентрических слоев клеток. Клетки внутреннего корневого влагалища окружают корень растущего волоса и доходят до стержня волоса. Они происходят из базальных клеток волосяного матрикса. Наружное корневое влагалище , являющееся продолжением эпидермиса, окружает корень волоса. Он состоит из базальных клеток у основания корня волоса и имеет тенденцию быть более ороговевшим в верхних отделах. Стекловидная мембрана представляет собой толстую прозрачную соединительнотканную оболочку, покрывающую корень волоса, соединяющую его с тканью дермы.

Волосяной фолликул состоит из нескольких слоев клеток, которые формируются из базальных клеток в матрице волоса и корня волоса. Клетки волосяного матрикса делятся и дифференцируются, образуя слои волос. Посмотрите это видео, чтобы узнать больше о волосяных фолликулах.

Волосы выполняют множество функций, включая защиту, сенсорный ввод, терморегуляцию и общение. Например, волосы на голове защищают череп от солнца. Волосы в носу и ушах, а также вокруг глаз (ресницы) защищают организм, улавливая и удаляя частицы пыли, которые могут содержать аллергены и микробы. Волосы на бровях предотвращают попадание пота и других частиц в глаза и их раздражение. Волосы также выполняют сенсорную функцию благодаря сенсорной иннервации корневого сплетения волос, окружающего основание каждого волосяного фолликула. Волосы чрезвычайно чувствительны к движению воздуха или другим возмущениям в окружающей среде, гораздо более чувствительны, чем поверхность кожи. Эта функция также полезна для обнаружения присутствия насекомых или других потенциально опасных веществ на поверхности кожи. Каждый корень волоса связан с гладкой мышцей, называемой 9.0019 arrector pili , который сокращается в ответ на нервные сигналы от симпатической нервной системы, заставляя наружный стержень волоса «вставать». Основная цель этого состоит в том, чтобы уловить слой воздуха, чтобы добавить изоляцию. Это заметно у людей в виде мурашек по коже и еще более очевидно у животных, например, когда испуганная кошка поднимает шерсть. Конечно, это гораздо более очевидно у организмов с более густой шерстью, чем у большинства людей, таких как собаки и кошки.

Рост волос

Волосы растут и со временем выпадают и заменяются новыми волосами. Это происходит в три этапа. Первый это фаза анагена , во время которой клетки у корня волоса быстро делятся, выталкивая стержень волоса вверх и наружу. Продолжительность этой фазы измеряется годами, обычно от 2 до 7 лет. Фаза катагена длится всего 2–3 недели и знаменует собой переход от активного роста волосяного фолликула. Наконец, во время фазы телогена волосяной фолликул находится в состоянии покоя, и новый рост не происходит. В конце этой фазы, которая длится от 2 до 4 месяцев, начинается другая фаза анагена. Затем базальные клетки волосяного матрикса производят новый волосяной фолликул, который вытесняет старые волосы, поскольку цикл роста повторяется. Волосы обычно растут со скоростью 0,3 мм в день во время фазы анагена. В среднем за день выпадает и заменяется 50 волос. Выпадение волос происходит, если выпадает больше волос, чем заменяется, и это может произойти из-за гормональных или диетических изменений. Выпадение волос также может быть результатом процесса старения или влияния гормонов.

Краска для волос

Подобно коже, волосы получают свой цвет от пигмента меланина, вырабатываемого меланоцитами в волосяных сосочках. Разный цвет волос возникает из-за различий в типе меланина, который определяется генетически. С возрастом выработка меланина снижается, и волосы имеют тенденцию терять свой цвет и становиться седыми и/или белыми.

Ногти

Ногтевое ложе представляет собой особую структуру эпидермиса, расположенную на кончиках пальцев рук и ног. 9Тело ногтя 0019 сформировано на ногтевом ложе и защищает кончики пальцев рук и ног, поскольку они являются самыми дальними конечностями и частями тела, которые испытывают максимальную механическую нагрузку (рис. 3).

Рисунок 3. Ноготь является дополнительной структурой покровной системы.

Кроме того, тело гвоздя образует опору для захвата пальцами мелких предметов. Тело ногтя состоит из плотно упакованных мертвых кератиноцитов. Эпидермис в этой части тела развил особую структуру, на которой могут образовываться ногти. Тело ногтя формируется на корень ногтя , который имеет матрицу пролиферирующих клеток из базального слоя, что обеспечивает непрерывный рост ногтя. Боковая складка гвоздя перекрывает гвоздь по бокам, помогая закрепить тело гвоздя. Складка ногтя, которая встречается с проксимальным концом тела ногтя, образует кутикулу ногтя , также называемую эпонихием . Ногтевое ложе богато кровеносными сосудами, что делает его розовым, за исключением основания, где толстый слой эпителия над ногтевым матриксом образует область в форме полумесяца, называемую 9.0019 лунула («маленькая луна»). Область под свободным краем ногтя, наиболее удаленная от кутикулы, называется гипонихием . Он состоит из утолщенного слоя рогового слоя.

Ногти являются вспомогательными структурами покровной системы. Посмотрите это видео, чтобы узнать больше о происхождении и росте ногтей.

Потовые железы

Когда тело нагревается, потовые железы выделяют пот для охлаждения тела. Потовые железы развиваются из эпидермальных выступов в дерму и классифицируются как мерокриновые железы; то есть секрет выделяется путем экзоцитоза через проток, не затрагивая клетки железы. Существует два типа потовых желез, каждый из которых выделяет немного разные продукты.

Рисунок 4. Эккриновые железы представляют собой спиральные железы в дерме, которые выделяют пот, состоящий в основном из воды.

Эккринная потовая железа — это тип железы, которая вырабатывает гипотонический пот для терморегуляции. Эти железы расположены по всей поверхности кожи, но их особенно много на ладонях, подошвах ног и лбу (рис. 4). Это спиральные железы, лежащие глубоко в дерме, с протоком, поднимающимся к поре на поверхности кожи, где выделяется пот. Этот тип пота, выделяемый экзоцитозом, является гипотоническим и состоит в основном из воды с небольшим количеством соли, антител, следов метаболических отходов и дермицидина, антимикробного пептида. Эккриновые железы являются основным компонентом терморегуляции у человека и, таким образом, помогают поддерживать гомеостаз.

Апокринная потовая железа обычно связана с волосяными фолликулами в областях с густым волосяным покровом, таких как подмышки и половые органы. Апокринные потовые железы крупнее эккринных потовых желез и лежат глубже в дерме, иногда даже достигая гиподермы, при этом проток в норме впадает в волосяной фолликул. Помимо воды и солей, апокринный пот включает органические соединения, которые делают пот более густым и подверженным бактериальному разложению и последующему запаху. Выделение этого пота находится под нервным и гормональным контролем и играет роль в плохо изученной реакции человека на феромоны. Большинство коммерческих антиперспирантов используют соединение на основе алюминия в качестве основного активного ингредиента для остановки потоотделения. Когда антиперспирант попадает в проток потовой железы, соединения на основе алюминия выпадают в осадок из-за изменения pH и образуют в протоке физический блок, который препятствует выходу пота из поры.

Потоотделение регулирует температуру тела. Состав пота определяет, является ли запах тела побочным продуктом потоотделения. Посетите эту ссылку, чтобы узнать больше о потоотделении и запахе тела.

Сальные железы

A Сальные железы — это тип сальных желез, которые находятся по всему телу и помогают смазывать и обеспечивать водонепроницаемость кожи и волос. Большинство сальных желез связаны с волосяными фолликулами. Они генерируют и выделяют кожное сало , смесь липидов, на поверхность кожи, тем самым естественным образом смазывая сухой и мертвый слой ороговевших клеток рогового слоя, сохраняя его податливостью. Жирные кислоты кожного сала также обладают антибактериальными свойствами и предотвращают потерю влаги кожей в условиях низкой влажности. Секреция кожного сала стимулируется гормонами, многие из которых не становятся активными до полового созревания. Таким образом, сальные железы в детском возрасте относительно малоактивны.

Журнал Exploratorium: Волосы: страница 2

Страница Два

Каждый волос на вашем теле растет из волосяного фолликула, крошечного мешковидного отверстия в твоей коже. На дне каждого фолликула находится скопление особых клеток которые размножаются, чтобы создать новые волосковые клетки. Новые клетки, которые образуются добавляются у корней волос, заставляя волосы расти длиннее.

Микрофотография волосяного стержня. Обратите внимание на многослойную кутикулу на стержне и луковице. внизу. —Микрофотография предоставлена ​​Паулой Сикурелло/U.C. Электронный микроскоп Беркли Лаборатория.

Живая ткань, из которой ваши волосы растут внутри волосяного фолликула. Вал, часть волос, который вы видите, состоит из клеток, которые больше не живут. Это важно знать, когда вы возитесь с окрашиванием, химической завивкой или выпрямлением твои волосы. Если вы порежетесь, ваша кожа может зажить, потому что она живая. салфетка. Если вы повредите волосы, они не заживут. Вы просто должны сделать то, что немногое, что вы можете исправить, или отрезать поврежденные волосы и ждать чтобы больше волос отрастало.

Каждый волосяной стержень состоит из двух-трех слоев: кутикулы, коры и иногда мозгового вещества. кутикула является самым внешним слоем. Состоит из уплощенных клеток, накладываются друг на друга, как черепица на терракотовой крыше, кутикула защищает внутри волосяного стержня от повреждений.

Чтобы почувствовать кутикулу, просто ущипните один длинный волос между пальцами, начинающийся у корня. Тянуть волосы между пальцами и почувствовать, насколько они гладкие и гладкие. Как вы двигаетесь от корня к кончику, вы двигаете пальцами в одном направлении как слои кутикулы. Теперь начните с кончиков волос. В этом направлении, волосы могут стать более грубыми; он может скрипеть, проходя между пальцами. Вы водите пальцами по зерну и натыкаетесь на края всех этих уплощенных клеток кутикулы.

Полезно знать, чем отличается условия влияют на этот защитный слой на внешней стороне каждого волоса. Химики говорить о кислых растворах (таких как уксус или лимонный сок) и щелочные (например, смесь воды и пищевой соды). В растворе кислоты клетки кутикулы сморщиваются и твердеют. В щелочном растворе клетки кутикулы набухают и размягчаются.

Просто для подтверждения ответа кутикулы к кислым и щелочным растворам, пробовала замачивать одну прядь волос в воде и лимонном соке, а другой в воде и пищевой соде. Я тщательно прополоскал обе нити. Когда они высохли, волосы из лимона соковая ванна стала более гладкой и выглядела более блестящей. (Еще один триумф научной понимание.)

Под кутикула — это кора , который состоит из длинных белков что скручивается, как витой шнур на телефоне. Попробуйте растянуть волосы и вы обнаружите, что он эластичен — он растягивается, прежде чем сломается. Когда вы растягиваете волос, вы выпрямляете скрученные белки в коре головного мозга. Когда вы отпускаете волосы, белки снова сворачиваются. Пигменты, которые придайте своим волосам естественный цвет, спрятанные среди этих белковых прядей и защищены от непогоды полупрозрачным слоем клеток кутикулы.

Когда у вас секутся концы, вы видеть кору в худшем ее проявлении. Вы стерли защитную кутикулу на кончиках ваших волос с жестким обращением, таким как жесткое расчесывание или слишком много солнца и воды. Без кутикулы волокна коры изнашиваются. как нити веревки. Поскольку кора не может излечить себя, единственный Способ избавиться от секущихся кончиков — обрезать их.

В центре некоторых волос это мозговое вещество , мягкая губчатая масса ткани. Жесткие волосы в целом имеет этот слой, а тонкие волосы обычно не имеют. Наличие или отсутствие мозгового вещества не имеет ничего общего с тем, как ведут себя ваши волосы, когда вы мыть, окрашивать или завивать, однако, так что вам не придется беспокоиться об этом.