Почему курчавятся волосы? | Наука и жизнь

Чего мы только не делаем со своими волосами, чтобы, как нам кажется, выглядеть привлекательнее! Регулярно стрижём, красим и перекрашиваем в разные цвета, завиваем, распрямляем и укладываем с помощью разных химических средств и приспособлений. Но если одному, чтобы завить свои прямые волосы, нужно изрядно помучиться, то другому волнистые или курчавые волосы достались от рождения. И зачастую в голову с курчавыми волосами приходит мысль, как бы их распрямить, а в голову с прямыми — как бы их завить или превратить в пышные локоны. Почему же у одних людей волосы вьются, а у других нет, и что отличает прямой волос от вьющегося?

Фото Натальи Домриной.

Структура волоса. Снаружи волос окружает кутикула из нескольких слоёв мёртвых клеток, защищающих волос от внешней среды. Основная часть волоса — кортекс, или кортикальный слой, образованный кортикальными клетками и межклеточным веществом (матриксом). Кортикальные клетки заполнены кератином, образующим толстые нити-фибриллы. Иллюстрация: www.pinterest.ru.

Молекулы кератина в волосе соединены дисульфидными мостиками между цистеинами. При химической завивке дисульфидные мостики рвутся, и атомы серы получают в напарники по атому водорода. Затем в завитом волосе у серы снова отбирают водород, и атомы серы образуют новые дисульфидные мостики, которые теперь удерживают волос в изогнутом состоянии. Иллюстрация: evoice.ewha.ac.kr.

Волосяная луковица состоит из нескольких типов клеток (обозначены разными цветами), которые образуют слои. Часть клеток (обозначены красным) идёт на образование волоса: по мере созревания они вытягиваются и накапливают в себе кератин. Иллюстрация: Dr. Claire Higgins/onlinelibrary.wiley.com.

‹

›

Открыть в полном размере

Механизмы естественного и искусственного «закурчавливания» волос похожи, но только лишь отчасти. С биологической точки зрения, искусственная завивка более понятна, с неё и начнём.

Посмотрим на то, как устроен человеческий волос на молекулярном уровне. По большей части волосы состоят из вытянутых, спиралеобразных молекул белка кератина. Белковые молекулы соединяются в пучки, обвиваются вокруг друг друга и перекрывают друг друга так, чтобы конец одной молекулы соединялся с началом другой. Вместе их удерживает множество связей различной природы.

Любой белок — это последовательность аминокислот, разных по химическому строению. В зависимости от того, как устроена аминокислота, она будет тянуться к той или другой аминокислоте в той же самой молекуле белка или в молекуле по соседству. Например, отрицательно заряженная аминокислота предпочтёт быть рядом с положительно заряженной. И точно так же гидрофобные аминокислоты, которые не любят воду, будут стараться держаться вместе и подальше от воды.

Среди аминокислот есть одна, в состав которой входит сера. Это аминокислота цистеин. Когда рисуют её структурную формулу, то к атому серы обычно добавляют атом водорода. Но водород для серы не очень стабильный партнёр, и поэтому атом серы в одном цистеине с готовностью соединяется с атомом серы в другом цистеине — лишь бы два цистеина оказались рядом, чтобы между ними смогла образоваться перемычка из двух атомов серы. Получается так называемый дисульфидный мостик — очень прочная ковалентная связь. (Кстати говоря, приблизительно то же самое происходит при вулканизации резины, только там к каучуку специально добавляют реагенты с серой, и сера сшивает молекулы каучука в единую пространственную сетку.) Дисульфидные мостики, как скрепки, держат структуру молекулы (если они образовались внутри одного и того же белка) или межмолекулярных комплексов (если они образовались между разными белковыми молекулами).

В кератине много цистеинов, и в основном благодаря дисульфидным мостикам между ними волос не рассыпается в крошку — мостики держат кератиновые молекулы вместе. Если у вас прямой волос и если вы его, например, намотаете на палец, дисульфидные связи не разорвутся, и когда вы волос отпустите, он распрямится. Точно так же можно вручную растягивать вьющийся волос — как только вы его отпустите, он сразу же скрутится обратно в пружинку. Однако, при всей их прочности, дисульфидные мостики всё-таки можно разорвать с помощью специальных реагентов, задача которых — разъединить атомы серы между цистеинами, а потом снова соединить. Перед тем, как их соединять, волос изгибают, скручивают, наматывают на что-то, чтобы придать ему нужную форму, — новые дисульфидные мостики должны образоваться за время, пока волос скручен, чтобы новая форма закрепилась.

Есть более щадящий способ завивки, когда волосы закручивают электрощипцами. Тут тоже дело в физико-химических связях, только в других.

Мы говорили, что аминокислоты могут притягиваться как «плюс» и «минус»: в одной аминокислоте есть атомы с более положительным зарядом, а в другой — с более отрицательным, и если аминокислоты находятся рядом друг с другом, между ними возникает электростатическое притяжение. Так происходит, например, при формировании водородной связи. На атоме водорода, который входит в состав одной аминокислоты, появляется слабый положительный заряд, и он будет притягиваться к отрицательно заряженному атому у другой аминокислоты. Водородные связи широко распространены в биомолекулах, но при этом они очень непрочные. Другие виды связи, тоже основанные на электростатическом притяжении, но без посредника — водорода, будут прочнее, однако и их достаточно легко разорвать: по прочности они намного уступают ковалентному соединению между атомами серы.

И водородные, и другие слабые связи рвутся, когда закрученные волосы нагревают стайлером. Потом эти связи между кератиновыми молекулами снова восстанавливаются, но уже между другими атомами, так что волосы всё равно остаются какое-то время завитыми. Однако поскольку тут задействованы относительно слабые связи, термическая завивка не слишком долговечна, и волосы распрямляются сами собой под воздействием окружающей среды.

Распрямляются и волосы, завитые химическим способом путём перегруппирования дисульфидных мостиков. Но тут место закрученных волос просто занимают волосы незакрученные, растущие из кожи. Возникает вопрос, что происходит с волосами у тех, у кого они вьются от рождения? Чтобы ответить на него, нужно в буквальном смысле спуститься к корням волос.

Волос растёт из волосяного фолликула, или волосяной луковицы. Это действительно луковица: она образована семью слоями клеток, которые вставлены друг в друга, как листья репчатого лука. Разные типы клеток выполняют разные функции: есть клетки, которые делятся и образуют волос, есть другие клетки, которые поддерживают те, что образуют волос, и контролируют их деление, и так далее. Клетки, формирующие волос, поначалу незрелые, постепенно накапливают в себе кератин. (Есть ещё клетки, которые накапливают пигмент меланин, придающий волосам цвет, но сейчас меланиновые клетки для нас не важны.) Молекулы кератина модифицируются, становятся жёсткими и плотно упаковываются внутри клетки. В конце концов клетка превращается, образно говоря, в мешок, набитый кератиновыми нитями-фибриллами. Так что готовый волос — это не голый кератин, а ещё остатки клеток, их липидных мембран и других белков.

Природная курчавость связана как раз с тем, что происходит в волосяной луковице. Во-первых, в ней неравномерно делятся клетки: с одной стороны они делятся активнее, чем с другой. Получается, что с одного бока клеток всё время больше, и растущий волос загибается, при этом не только волос, но и сама волосяная луковица становится асимметричной. Во-вторых, клетки, образующие волос, с одной стороны созревают быстрее, чем с другой: кератин в них быстрее твердеет и быстрее упаковывается в готовые нити. Да и сам кератин синтезируется в клетках с разной интенсивностью — с одного бока его образуется больше, с другого меньше. В-третьих, клетки волоса по мере созревания сильно вытягиваются, но в курчавых волосах они вытягиваются неравномерно и, как можно догадаться, с одной стороны получаются длиннее, чем с другой. В-четвёртых, играет роль то, как кератин упакован. Клетки, которые его синтезируют, делятся на несколько типов, отличающихся укладкой кератиновых тяжей. Если по центру вытянутой клетки с кератином провести продольную ось, то мы увидим, что в одних клетках кератиновые нити уложены более или менее равномерно вокруг центральной оси, то есть клетка старается распределять кератин радиально симметрично. А есть клетки, у которых кератин относительно центральной продольной оси группируется преимущественно по бокам — симметрия в упаковке кератина получается не столько радиальная, сколько двусторонняя. В каждом волосе есть клетки разных типов, но всё дело в том, как они распределяются. Если сравнить прямой и вьющийся волос, то в них по-разному будут расположены клетки с более радиальной и с менее радиальной укладкой кератина. Кстати, всё это в итоге приводит к тому, что волос не просто изгибается, но и становится более плоским в поперечном сечении.

До сих пор продолжаются споры, все ли причины природной курчавости волос нам известны и достаточно ли у нас данных, чтобы считать доказанной ту или иную причину. Есть исследователи, которые полагают, что дело не в неравномерном делении клеток волоса, а в их неравномерном росте, то есть не в том, что с одного бока их больше, а в том, что они длиннее. Наконец, когда мы говорим, что в волосяной луковице клетки неравномерно делятся и неравномерно созревают, то возникает следующий вопрос: а в чём причина этой неравномерности? Клетки делятся под влиянием особых молекулярных белковых сигналов, которые называются факторами роста. Вероятно, в волосяной луковице одни клетки получают больше факторов роста, а другие меньше. Но почему так происходит?

Очевидно, тут дело в генетических особенностях. Есть как минимум двенадцать генов, от которых зависит, будет ли волос вьющимся и насколько. Учёные продолжают исследовать эти гены как на животных, так и на людях. Но, как бы то ни было, все причины курчавости, и главные, и неглавные, сводятся к тому, что’ происходит в волосяной луковице — как в ней образуются клетки волоса и как они накапливают кератин.

Ну а что же дисульфидные мостики, о которых шла речь в начале? Они тоже играют здесь свою роль, но не столько определяют форму волоса, сколько удерживают её. Волос начинает изгибаться, формируясь в волосяной луковице, и дисульфидные мостики фиксируют его изгибы. Природный вьющийся волос, хоть и можно распрямить с помощью парикмахерских приспособлений и химических средств, но на смену выпрямленным волосам потом всё равно вырастут новые вьющиеся.

Закрученные волосы прическа — 76 фото

Причёски с накрученными волосами

Вечерняя прическа небрежный пучок

Прическа с забранными волосами. И распущенными

Распущенные завитые волосы

Локоны на длинные

Пышные Локоны

Текстурные Локоны на длинные волосы

Накрученные волосы

Вечерние прически на длинные волосы

Крупные Локоны

Мальвинка с кудрями

Локоны сзади

Прически на длинные светлые волосы

Ленточные Локоны

Прическа на выпускной хвост

Прически с завитыми волосами

Прическа водопад на длинные волосы

Лёгкая причёска на длинные накрученные волосы

Плойка Golden Curl

Прическа на распущенные волосы

Прическа Локоны

Пучок на кудрявые волосы

Кристина Отт

Кудри Вика Исакова

Лана дель Рей волосы

Прически с завитыми волосами

Прическа Локоны

Косы с кудрями

Прически на длинные накрученные волосы

Прически с кудряшками на длинные волосы

Причёски на кудрявые волосы

Укладка плойкой на длинные волосы

Прически на завитые волосы

Хвост мальвинка

Косы на кудрявые волосы

Прическа хвост с кудрями

Накрученные волосы на средние волосы

Распущенные волосы с бантом

Локоны на длинные темные волосы

Нарощенные кудрявые волосы

Прическа легкие Локоны на средние волосы

Прическа рожки с локонами

Прическа на выпускной Локоны на средние волосы

Прически на средние волосы два пучка

Прически с полураспущенными волосами

Причёски на кудрявые воломы

Кудри на средние волосы

Прическа хвост с косичкой

Кудри на косички

Кудрявые каштановые волосы

Кудри на невидимках

Прически на средние волос пошогова

Каре Пикси на кудрявые волосы

Пуч на кудрявые волосы

Лёгкие кудри на средние волосы в домашних

Локоны от корней

Роскошные кудри на длинные волосы

Балаяж на кудрявые волосы

Беспорядочная прическа

Прическа хвост на средние волосы

Крупные Локоны Естественные

Причёски на кудрявые волосы собранные

Распущенные волнистые волосы

Убранные прически на средние волосы

Кудри на длинные волосы

Волнистые волосы эскиз

Прическа шишка с локонами

Кудряшки после косичек на короткие волосы

Легкие Локоны

Прическа мальвинка с локонами на средние

Локоны на длинные

Причёски с накрученными волосами

Прическа Локоны

Причёски с кудрями на средние волосы

Прическа небрежные Локоны

Мальвинка с пучком на длинные волосы

Кудри Династия

Собери и сэкономь!

Улучшите уход за волосами, добившись максимальных результатов

Купить сейчас, заплатить потом

Доступно на кассе

Отзывы

Купить сейчас

1 / из 3

Купить сейчас

Сухость мешает вашему стилю? Не здесь!

Curls Dynasty взломала код, разработав идеальные формулы, которые быстро устраняют хроническую сухость и улучшают способность ваших волос удерживать влагу дольше.

Наши смеси премиум-класса из сертифицированных органических и натуральных ингредиентов постоянно увлажняют, укрепляют и увеличивают удержание влаги, рост и усиление завитков с течением времени.

Наша коллекция средств по уходу за волосами поднимет здоровье ваших волос на новый уровень.

Купить сейчас

Наши ингредиенты

Чистый, натуральный и безопасный.

• НЕТ агрессивных сульфатов
• НЕТ парабенов
• НЕТ искусственных красителей
• Без ароматизаторов
• Подходит для детей
• Не тестируется на животных
9001 5 Посмотреть наши ингредиенты

Приобретите нашу коллекцию Wash

1 / из 6

Как видно в

• Логотип Сущности
• Очарование Логотип
• Суета Логотип
• Логотип Мари Клэр
• Логотип Yahoo
• Логотип Эль
• Доброе утро, Америка, логотип
• Логотип CW

Что нужно вашим волосам? Разработано с мыслью о вас!

Найдите идеальный набор для ваших целей

1 / из 3

60 дней, гарантия возврата денег без риска

Если ваши волосы не станут более увлажненными в течение 60 дней, виноваты мы.

Если все инструкции были соблюдены, отправьте нам электронное письмо, и мы вернем вам деньги. Вы можете оставить себе продукты.
• Гарантийный щит 1 Проверенные результаты
• Гарантийный щит 1 Бесплатная доставка свыше $65
• Гарантийный щит 1 60-дневная гарантия возврата денег
Купить сейчас

Реальные пользователи, реальные результаты

1 / из 5

1 2 3 4 5

• 96%

  продукта Curls Dynasty Покупатели пробовали другие продукты, но наш был единственным, который на самом деле постоянно улучшал удержание влаги

• 91%

  от Curls Dynasty Клиенты увидели улучшение четкости завитков

• 89%

  покупателей Curls Dynasty заметили общее улучшение здоровья волос

Срок службы до использования Curls Dynasty

• Значок отрицательного списка Сухие волосы
• Значок отрицательного списка Чрезмерная линька
• Значок отрицательного списка Поломка
• Значок отрицательного списка Выпадение волос
• Значок отрицательного списка Тусклые тусклые стили
• Значок отрицательного списка Зуд волосистой части головы
• Значок отрицательного списка Задержка роста

Жизнь после начала использования Curls Dynasty

• Значок положительного списка Значительное удержание влаги
• Значок положительного списка Здоровая кожа головы
• Значок положительного списка Легко распутываемые волосы
• Значок положительного списка Заметное снижение ломкости и выпадения
• Значок положительного списка Увеличение роста и сохранение длины
• Значок положительного списка Сочные локоны
• Значок положительного списка Перегибы и катушки
• Значок положительного списка Стойкие прически
Купить сейчас

Наши бестселлеры

1 / из 6

Отзывы

Купить сейчас

1 / из 3

Купить сейчас

Черный владелец, руководила женщина

«У меня были отношения любви/ненависти к моим волосам из-за химического повреждения от релаксантов, до постоянной борьбы с моей естественной текстурой, которая выглядела, чувствовал себя сухим и стилем, которые шлепнулись.

Я отчаянно нуждался в долговечном решении, которое дало бы мне влагу и заставило бы мои катушки лопнуть. Я создал Curls Dynasty для себя и таких же, как я, которым нужны продукты, которые действительно делают то, что они заявляют».0254

-Ники Нугесс

Почему кудрявые волосы были эволюционным преимуществом

Кудри на вашей голове, возможно, изначально служили эволюционным преимуществом для увеличения человеческого мозга, согласно новому исследованию, которое включало изучение манекена в парике в аэродинамической трубе с климат-контролем.

«Мозг — это большой и очень чувствительный к теплу орган, который также выделяет много тепла», — объясняет Тина Ласизи, в настоящее время занимающая постдокторскую степень в области биологической антропологии в Университете штата Пенсильвания. «Итак, мы решили, что с точки зрения эволюции это может быть важно, особенно в тот период времени, когда мы наблюдаем рост размера мозга нашего вида».

Плотно завитые волосы лучше защищают кожу головы от солнечного излучения, как показывают новые исследования, и не прилегают к коже, пока они мокрые, — благо в жарких условиях, когда люди могут потеть, как те, с которыми сталкивались наши предки-гоминиды в Африка миллионы лет назад.

«Потоотделение не бесплатно»

Исследовательская статья Ласизи и ее коллег из Университета штата Пенсильвания, опубликованная в этом месяце в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences , описывает их измерения того, как волосы регулируют температуру кожи головы под прямыми солнечными лучами. использование разных париков на «тепловом манекене».

Манекен, нагретый до средней температуры тела 95 градусов по Фаренгейту, был помещен в камеру с климат-контролем в аэродинамической трубе, что позволило ученым изучить количество тепла, передаваемого между его кожей и окружающей средой.

Три парика были изготовлены из черных человеческих волос, полученных из Китая, — один прямой, один умеренно вьющийся и один туго завитый — чтобы исследователи могли наблюдать, как различные текстуры волос влияют на приток и отвод тепла на коже головы. Они также рассчитали потери тепла при разных скоростях ветра после намокания париков для имитации потоотделения.

Затем исследователи создали модель потери тепла в различных условиях и изучили ее в типичных условиях экваториальной Африки, где, как считается, произошли первые гоминиды.

Они узнали, что все типы волос обеспечивают некоторую защиту от солнца, но плотно завитые волосы обеспечивают наилучшую защиту и сводят к минимуму потребность в потоотделении — важное открытие, говорит Ласизи.

«Волосы на голове — это… возможный пассивный механизм, который спасает нас от физиологических затрат на потоотделение, — говорит она. «Потоотделение не бесплатно — вы теряете воду и электролиты. А для наших предков-гомининов это могло быть важно».

Тайна человеческого волоса

Почему у людей волосы на голове — давний вопрос, с которым согласны лишь немногие ученые.

Многие связывают это с нашей эволюцией от четвероногих существ к прямоходящим, полагая, что волосы на голове помогают регулировать температуру тела, выступая в качестве барьера для экваториального солнца.

Никколо Кальдараро, антрополог из Университета штата Сан-Франциско, не участвовавший в последнем исследовании, поддерживает «радиаторную теорию» антрополога-эволюциониста Дина Фалька: волосы защищают большие мозги гоминидов при жарком солнечном свете и изолируют их, когда холодно.

Но Кальдараро отмечает, что это сложная тема со многими переменными: например, белые волосы, отражающие свет, могут лучше защищать от солнца, чем черные волосы, поглощающие его тепло, говорит он.

Исследование Ласизи и ее коллег является «провокационным», говорит Курт Стенн, дерматолог, не участвовавший в исследовании и автор книги Волосы: история человечества . Он предполагает, что исследователи должны были также учитывать форму и густоту волос на голове человека.

Например, азиатские волосы, используемые в исследовании, обычно имеют круглое поперечное сечение и поэтому поглощают больше тепла, чем некоторые типы африканских волос, где каждый волос имеет форму длинной ленты, которая легче скручивается, говорит он.

Биолог-эволюционист Элизабет Тапанес из Калифорнийского университета в Сан-Диего, которая также не участвовала в исследовании, говорит, что это исследование — «большой шаг вперед в понимании того, почему у нас так много волос на голове».

Она добавляет, что изучение волос других приматов наряду с человеческими волосами может помочь ученым лучше понять, как они сохраняют прохладу головы; ее собственные исследования лемуров, называемых сифаками, дали аналогичные результаты.

Сифаки — вертикальные альпинисты и прыгуны, поэтому они обычно стоят прямо, головой к солнцу, — говорит Тапанес; и исследователи обнаружили, что у них было больше волос на голове и меньше волос на теле в жаркой и влажной среде.

Эволюционное преимущество?

Возможно даже, что вьющиеся волосы могли быть одной из причин, почему Homo sapiens вытеснил неандертальские и денисовские виды гоминидов, которые вымерли около 40 000 лет назад.

Ласизи указывает, что если бы генетические мутации вьющихся волос произошли до Homo sapiens покинул Африку, но после того, как это сделали наши предки-гоминиды, это могло дать ранним современным людям эволюционное преимущество.

Но она не думает, что это возможно; вместо этого исследование предполагает, что гены вьющихся волос возникли гораздо раньше в эволюции человека, возможно, около двух миллионов лет назад, когда Homo erectus был доминирующим гоминидом. И по мере того, как мозг гоминидов становился больше, предполагается, что гены вьющихся волос, которые защищали кожу головы от солнца, могли давать преимущество тем, у кого они были.

Что касается прямых волос: Ласизи говорит, что любая генетическая предрасположенность к курчавым волосам среди ранних гоминидов, вероятно, была непостоянной. «Мы не ожидаем, что это было бы однородно», — говорит она. На более позднем этапе нашей эволюции кудрявые волосы, возможно, утратили свое эволюционное преимущество, а прямые волосы могли быть одобрены различными типами генетического отбора.

«Возможно, когда у нас был такой большой мозг, у нас также были все эти культурные приспособления, чтобы избежать перегрева, например, лучшие источники воды», — говорит она. «И в тот момент, возможно, не было такого избирательного давления на вьющиеся волосы».

Ласизи говорит, что следующим этапом исследования будет поиск генетических доказательств, которые могут подтвердить теорию.

«Во-первых, нам нужно больше узнать о современных людях, например, какие гены связаны с морфологией волос», — говорит она. «И вторым шагом будет сотрудничество с людьми, которые работают с древней ДНК, чтобы увидеть, наблюдаются ли они у архаичных людей».

Читать дальше

Почему кудрявые волосы были эволюционным преимуществом
• Наука

Почему кудрявые волосы были эволюционным преимуществом

Кудри могут быть причиной того, что у людей такой большой мозг. Новое исследование с участием манекена в парике в аэродинамической трубе показывает, как это делается.

Странная сага о «русском ките-шпионе» Хвалдимире
• Наука

Странная сага о «русском ките-шпионе» Хвалдимире

Через четыре года после того, как он впервые появился в норвежских водах в ремнях безопасности, белуха находится в движении и может быть в опасности.

Дым от лесных пожаров влияет и на птиц. Вот как вы можете помочь.
• Животные

Дым лесных пожаров влияет и на птиц. Вот как вы можете помочь.

Более двух третей птиц Северной Америки находятся под угрозой исчезновения из-за изменения климата. Плохое качество воздуха из-за дыма вызывает все большую озабоченность.

Открытие показывает, что на спутнике Сатурна есть все необходимое для жизни
• Наука

Открытие показывает, что на спутнике Сатурна есть все необходимое для жизни

Энцелад считается одним из самых перспективных мест для поиска инопланетной жизни.