При какой температуре разрушается белок в волосах

Опубликовано: 17.09.2024

В новой статье из проекта «Уроки красоты» Алеся Сергеевна Афанасьева, специалист научного отдела компании, расскажет всю правду о кератиновом выпрямлении волос, вы получите полное представление об этой процедуре и узнаете о действии средств по уходу за волосами Spa Line.

Отношения женщин с их волосами часто становятся не только предметом обсуждения, но даже сюжетом в кино. И ведь не зря. Еще недавно в моде были волнистые локоны с выраженным прикорневым объемом. Теперь — идеальная гладкость. Именно прямые волосы сейчас ассоциируются с роскошью и респектабельностью, в то время как кудрявые ― с романтичностью и неуместной эксцентричностью. В этом разделении есть что-то неуловимо знакомое: в XX веке были похожие стереотипы о блондинках и брюнетках.

В погоне за женской модой, современная промышленность предлагает препараты, действие которых позволяет достичь эффекта прямых волос. Процедуру называют «кератиновое выпрямление» и она позволяет получить блестящие и послушные гладкие пряди.

Миф о кератиновом выпрямлении гласит, что «кератиновое выпрямление» или «восстановление» ― это дорогостоящая процедура ухода (цена колеблется от 3000 до 20000 руб.), во время которой «волосы заполняются потерянными белками и микроэлементами», «происходит полное оздоровление», «гидролизированный кератин из шерсти овец образует вокруг волоса защитную решетку». Рекламные заявления в интернете обещают, что применение специальных препаратов позволяет получить здоровые блестящие и ровные волосы, кудри распрямляются, при этом структурно волосы не изменяются. Кроме того, что с помощью этой процедуры происходит оздоровление волос. Это миф. А вы все еще верите в моментальные чудеса?

Техника выполнения данной процедуры достаточно проста. Мастер наносит на каждую прядь специальный раствор, а затем вытягивает их сильно разогретым утюжком. Под воздействием химических компонентов состава и высокой температуры выше 200 С ионные и дисульфидные связи белковых цепочек разрушаются, после чего волос спаивают в новую форму. Никакой «белок» в данный момент не «проникает в структуру волоса» и не происходит «лечебное воздействие». Если представить себе, что прямой волос — это лестница, а кудрявый волос — это винтовая лестница, то, перебив все ступеньки, можно сделать из винтовой лестницы прямую и наоборот. Но есть ли в этом польза?

Если вы сейчас в процессе принятия решения о выпрямлении волос с помощью этого или похожего метода, обязательно ознакомьтесь с данной информацией.

Портятся ли волосы?

«Волосы от кератинирования совершенно не портятся», — это не правда. Дело в том, что строение вьющегося волоса отличается от строения прямого: он не равномерный по толщине и в местах сгибов утончен. Когда сгиб насильно разгибают, волос разламывается. Кудрявые волосы после процедуры выпрямления ломаются, прежде всего, в более тонких местах сгибов завитка.

Безопасен ли состав средств для «кератинового выпрямления»?

Средства, которые применяются для проведения процедуры, имеет высокий уровень опасности. Он не состоит из натуральных компонентов, как нас уверяют в рекламе. В составе большинства препаратов, используемых для кератирования, присутствует ― формальдегид, вещество, которое способствует выравниванию волос, но является сильным канцерогеном и вредным для организма человека. Особенно опасны пары формальдегида. Надевает ли ваш мастер на вас и на себя респираторы, когда «восстанавливает» вам волосы «полезным кератином»?

В чем состоит опасность?

Когда специалисты по кератиновому выпрямлению вам говорят, что в их составах нет формальдегида, они говорят правду. Его и не может быть в жидкости, потому что формальдегид — это газ, который образуется при нагревании альдегидов и разных других веществ до 200 С, когда обработанные «жидким кератином» волосы разглаживают утюжками. Один запах формальдегида вызывает першение в горле, кашель, раздражение глаз и слизистой носа, аллергию. Пары формальдегида продолжают выделяться и после процедуры при воздействии на обработанные волосы феном, утюжком или горячей водой.

Существуют ли средства без формальдегида?

Многие производители средств для «кератинового выпрямления» после многочисленных скандалов и протестов обещают отсутствие формальдегидов в составе. В 2011 году американская правозащитная группа Environmental Working Group провела исследование 16 брендов, производящих средства для выпрямления волос, которые заявляли о низком или нулевом содержании формальдегида. Выяснилось, что все средства содержали формальдегид в том или ином виде.

Безформальдегидные составы для кератинового выпрямления бывают двух типов: на основе глиоксиловой кислоты (glyoxylic acid), глиоксилатного карбоцистеина (glyoxyloyl carbocysteine) или на основе силиконов (cyclopentasiloxane, dimethicone, phenyl trimethicone). И те, и другие при нагревании до 200 С все-таки выделяют формальдегид. Кроме того, формальдегид является продуктом окисления при нагревании пропиленгликоля (propylene glycol), тоже часто указанного в составе, до 200 С.

Можно ли делать процедуру во время беременности и грудного вскармливания?

Делать данную процедуру женщинам, которые находятся в положении, а также в период лактации, категорически не рекомендуется. Виной тому все тот же содержащийся в растворе для выпрямления формальдегид, который может навредить как плоду, так и молоку, предназначенному для кормления новорожденного.

Велика ли способность кератина проникать в структуру волоса?

Кератин — это, действительно, белок, из которого состоит кутикула. Она защищает волосы от внешних воздействий, как эмаль защищает зубы. Пока пластинки кутикулы целы и плотно прижаты друг к другу, волос считается здоровым и отражает свет. Повреждается кутикула ― начинает разрушаться и сам волос. Поэтому все, что нам остается — это заботиться о сохранности кутикулы по той же причине, по которой стоматологи просят вас беречь эмаль и не открывать пивные бутылки зубами.

Нам говорят, что кератин и аминокислоты проникают внутрь волоса. Но всё не так просто. Во-первых, его молекулы слишком большие, чтобы проникнуть внутрь, а «гидролизированный» (измельчённый кератин), который входит в состав средств для «кератинового восстановления», не работает. Конечно, его можно «припаять» высокой температурой и химикатами к волосу, но сегодня нет ни одного научного доказательства, что гидролизированный кератин каким бы то ни был образом может встраиваться во внутреннюю структуру волоса и укреплять ее.

Почему волосы после таких процедур все-таки делаются мягче и блестят?

Вы ведь хотите об этом спросить.
Во-первых, не все дисульфидные связи, которые были разрушены во время процедуры, восстанавливаются. Часть остаётся разрушенной, поэтому такие волосы и требует бережного ухода, например, бессульфатного шампуня, о чем честно предупреждают после процедуры «кератинового восстановления». Человек, которому переломали кости рук и ног, тоже в каком-то смысле, становится мягче. Но становится ли он здоровее? Блестят волосы после процедуры потому, что их ламинируют сильно нагретыми силиконами, которые есть в составе этих средств. Силиконы никак не оздоравливают волос, а создают визуальный эффект лака. То есть волосы после этих процедур блестят тем же блеском, которым блестят золотые коронки, поставленные на изъеденные кариесом зубы.

Чаще всего «кератиновое восстановление» приходят сделать женщины, волосам которых не хватает увлажнения, от чего они и пушатся. Волосы приподнимаются и силятся поглотить влагу из воздуха. Такие волосы надо долго увлажнять, исключив из обихода сульфаты и силиконы и добавить сильные кондиционеры, а не плавить химией.

Восстановить поврежденную структуру волос поможет бережное очищение с помощью шампуня Peptide Shampoo из линии Spa Line. Чтобы сохранить естественный баланс кожи головы, специалисты Peptides взяли за основу очищающие компоненты, уже существующие в природе: Кокамидопропил бетаин (cocamidopropyl betaine), содиум лауроил метил изетионат (sodium lauroyl methyl isethionate), кокоглюкозид (cocoglucoside), содиум лауроил саркозинат (sodium lauroyl sarcosinate) — это очень мягкие поверхностно активные вещества, безопасные для кожи головы и не повреждающие кератины волос. Чтобы защитить волосы от повреждений во время укладки и расчесывания, открытые шампунем чешуйки волос необходимо закрыть с помощью Peptide Balsam.

Peptide Cream-Mask специально создана, чтобы поддержать наиболее сильно в ней нуждаются сухие, вьющиеся и окрашенные волосы, ведь именно они чаще всего ломаются по длине, склонны к пористости, тусклости и появлению секущихся кончиков.

Восстановление волос требует прежде всего дисциплины и регулярного ухода. Не верьте в моментальные чудеса.

Основываясь на своем уникальном опыте, постоянном стремлении к новациям и искренней любви к женщинам, Peptides воплощает современные тенденции в мире красоты и отвечает на все ваши запросы. С Peptides жизнь становится прекрасней.

Температура, которая используется для сушки волос феном, а также для выпрямление и завивки волос с помощью различных плоек, может быть достаточно высокой, что бы вызвать сильное повреждение волос. Об этих последствиях уже упоминалось в публикации "Повреждение волос под действием температуры". Но давайте более детально рассмотрим случай, когда высокая температура может вызвать разрыв волоса.

В интернете есть известное видео с Youtube Тори Локлир, в котором при завивке волос с помощью плойки все пошло не так как обычно и в результате целая прядь автора ролика Тори осталась на плойке. Вот сам ролик:

Давайте более детально рассмотрим что же тут на самом дела с волосами произошло.

Все инструменты для укладки волос, такие как плойки, утюжки и даже фен взывают сильно нагревание волос в процессе свей работы. Их температура зачастую превышает превышает температуру кипения воды (100 ° C), и достигая 200 °С и более, что вызывает повреждение волос по нескольким механизмам.

Обезвоживание

При воздействии температуры волосы в первую очередь теряют влагу, в том числе и естественную, которая очень необходима для эластичности и прочности волос. Обычно молекулы воды есть внутри кортекса, как в свободном, так и связанном с кератином виде виде присутствуют в волосах. Они очень помогают в поддержании структуры и свойств волос. Испарение этой естественной влаги за счет применения тепла изменяет структуру кератина и изменяет химические связи внутри волоса, которые как раз и отвечают за механические и физические свойства волос. Это может вызвать электризуемость волос, изменение формы волос, ослабление и ломкость волос. На ощупь подобные волосы имеют менее приятную соломенную текстуру. И уже такие повреждения волос достаточно обычны для сушки феном.

Вскипание воды в волосах

При очень высоких температурах влага в волосах способна закипать прямо в том месте, где она находиться — внутри волоса. Как известно объем пара который образуется при закипании 1 капли воды во много раз превышает объем этой капли и следовательно пар будет раздвигать волокна волоса, что бы занять положенный ему объем. Это происходит очень быстро и пар не успевает выйти с волоса и создает пустоты в структуре волос, которые с помощью электронных микроскопов можно увидеть в виде пузырьков внутри стержня волоса. Подобные изменения в структуре волос очень серьезные и не поправимые. Они могут вызывать разрывы кутикульного слоя и дырки в волосах, которые рано или поздно приводят к образованию секущихся кончиков и разлом волос. Трещины кутикульного слоя делают волосы еще дополнительно уязвимыми в дальнейшей потере влаги и дальнейшему повреждению волос.

Повреждение белка

Еще одно не мало важное явление, которое может происходить с волосами при воздействии температуры — это тепловое разрешение белка. Пряди волос это сложные биоматериалы, которые большую часть своих свойств имеют благодаря кератину в кутикуле и кортексе. При тепловом разрушении может происходить размягчение кератина, то есть полное нарушение его структуры в связи с потерей воды. Все это негативно влияет на прочность, эластичность, форму волоса, блеск и текстуру.

Что же произошло с волосами Тори на самом дела?

Влияние термозащиты на волос

На самом деле при съемке ролика волосы Тори подверглись очень быстро одновременно всем трем механизмам повреждения и в большей степени у нее изменилась структура белка именно по этой причине прядь волос осталась на плойке. Но, если более детально вникнуть в комментарии самой Тори об этом происшествии, то окажется, что у нее замкнуло плойку при работе. Плойка значительно перегрела прядь и перегрела на столько, что белок волосах так размягчился и изменился. В результате прядь оторвалась. На видео даже видно как прядь прямо на глазах меняла цвет.

Стоит отметить тот факт, что даже с исправным инструментом при регулярном его использовании и без специального ухода за волосами в виде термозащиты всегда идет разрушение волос. По всем трем приведенным механизмам. Не так сильно не так быстро как на видео, но идет. Если волосы уже имеют значительные повреждения, например, после агрессивного осветления, то все эти разрушения идут более заметно, на менее поврежденных волосах менее заметно. Но они всегда протекают и волосы становятся все более ломкие, хрупкие и хотя они и не прикипают к плойкам и утюжкам, но они ломаются при мытье головы, расчесывании и т. д. А значит все же разрушаются.

Использование термозащиты для волос от утюжка и фена, и что не мало важно правильное ее использование не дает 100% защиты, но значительно снижает повреждения волос от высокой температуры. Сохраняет волосы более здоровыми и "живыми". Однако, еще стоит не забывать об использовании исправных приборов для укладки.

Чтобы иметь возможность правильно подобрать себе средства, нужно понимать, как устроены волосы, от чего и как они разрушаются и как их можно восстановить.

Начнем со строения.

Конкретно в этой статье мы будем говорить о той части волоса, которая считается мертвой, то есть наружном стержне.

О корневом строении мы поговорим более подробно в статье о выпадении волос.

Итак, стержень волоса состоит из трех слоев, каждый из которых имеет свое предназначение.

1. Наружный слой, или кутикула — чешуйчатый слой
2. Корковый слой, кора или кортекс — средний слой
3. Медулла — центральное мозговое вещество, сердцевина.

Медулла — это самая мягкая часть волоса, состоит примерно из пяти рядов круглых клеток. Она не играет никакой роли в изменении как химических, так и физических свойств волоса.

con01_img01
Вот так выглядит под микроскопом здоровая кутикула. Чешуйчатый слой предохраняет нижележащие клетки кортекса от пагубного действия условий внешней среды. Кутикула волоса защищает кортекс и медуллу как панцирь. Она образована перекрывающимися слоями прозрачных пластинок кератина, напоминающих чешую. Кутикула препятствует механическим и химическим воздействиям на волос. Неповрежденная кутикула хорошо отражает свет: волосы блестят, не ломаются. Средства с высоким РН (щелочные — мыло, например), расслабляют чешуйки и заставляют их открываться и пропускать жидкость внутрь кортекса. Средства с низким уровнем РН (кислые) захлопывают чешуйки, делают их плотнее и прочнее.

Вот здесь кроется первый важный момент, который нужно понимать: чешуйки кутикулы раскрываются и закрываются от изменения уровня РН. Например, РН воды в море чаще имеет щелочную среду, РН воды в кране может иметь щелочную среду, и большинство шампуней (особенно масс-маркет) — это щелочи. Значит, если ваши волосы подверглись воздействию щелочи, то вам необходимо обработать их кислым средством, чтобы они закрылись (например, бальзам). Волосы с раскрытыми чешуйками кутикулы очень хрупкие, легко разрушаются и, конечно же, не блестят.

Второй важный момент: если вас интересует красота волос, их блеск, то вам нужно позаботиться о состоянии кутикулы!

Кутикулу тоже можно механически повредить, например, грубым расчесыванием, горячими щипцами. В этом случае даже при обработке специальными средствами она не сможет обеспечить полную защиту кортекса, и волос начнет разрушаться. Поэтому очень важно бережно обращаться с волосами, мягко расчесывать их без резких движений, а также как можно реже подвергать их нагреванию и сушке. В этом случае рекомендуется использовать термозащитные спреи и лосьоны.

Теперь перейдем к кортексу, среднему слою, который составляет примерно 90% волоса человека. Именно в этом слое происходят изменения при окрашивании или химии. От состояния кортекса зависят сила, упругость и прочность волоса. Волос с хорошо развитым корковым слоем значительно прочнее волоса со слабо развитым слоем.

Корковый слой окружает сердцевину. Он представляет собой плотно прилегающие одна к другой клетки, продольно вытянутые и расположенные по длине волоса. При рассмотрении под электронным микроскопом видно, что эти клетки состоят из тончайших волокон, фибрилл, а те — из еще более тонких волокон, и так далее, пока не дойдем до молекулярного уровня. Здесь можно провести аналогию со строением каната, который сплетен из более тонких волокон. Волокна кортекса состоят в основном из белка — кератина. Белок состоит из длинных цепей аминокислот, которые в свою очередь состоят из химических элементов. Основными химическими элементами, из которых состоит человеческий волос являются: углерод, кислород, водород, азот и сера. Из этих элементов так же состоят кожа и ногти.

Белки — это длинные аминокислоты, соединенные между собой на концах прочными белковыми связями. Связываясь друг с другом, они образуют длинные, спиральные, сложные аминокислотные цепочки. Эти спирали образуют микрофибриллы, которые перекручиваясь, образуют волокна кортекса. Итак, мы разобрались, как волокна образуются в длину. Но что удерживает их вместе, как в тугом канате? Чтобы миллионы полипептидных цепочек не распадались, между ними также существуют поперечные связки или мостики. Связки эти удерживают волокна вместе на молекулярном уровне.

Эти связи имеют огромное значение для таких услуг, как термическая укладка, химическая завивка и химическое выпрямление волос. Основными поперечными связями являются: водородные, ионные или солевые и дисульфидные.

Водородные связи легко разрушаются водой и температурой. И хотя по отдельности водородные связи очень слабые, их очень много в волосах, поэтому они дают примерно одну треть силы волоса. Водородные связи легко разрушаются при намокании волос. Это позволяет волосам легко растягиваться. При высыхании и охлаждении водородные связи восстанавливаются и фиксируют форму волос в том положении в котором волосы оказались. Так, например, завивка волос на обычных бигуди и высушивание их естественным образом приводит к разрушению водородных связей, благодаря чему, волосы из прямых становятся закрученными, но через некоторое время или под воздействием влажной среды, разрушенные водородные связи восстанавливаются и волосы снова приобретают прежнюю форму.

Ионные или солевые связи так же являются слабыми физическими связями, образующимися поперек волоса между соседними белковыми цепочками. 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. Солевые связи восстанавливаются при нормальном рН волос.

Дисульфидная связь — это сильная химическая связь, которая очень отличается от физических водородной и ионной. Она соединяет атомы серы двух соседних аминокислот, чтобы создать одну, объединяет две белковые цепочки в единое целое.

Хотя самих дисульфидных связей гораздо меньше, чем водородных и ионных, они очень сильные и не разрушаются водой. Разорвать дисульфидную связь можно с помощью препаратов для химической завивки и выпрямления. Нормальное температурное воздействие, как, например, при термоукладке, не разрушает 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, температура которых достигает более 200 градусов.

Если дисульфидные связи были разорваны и не восстановлены химическим путем, то волос остается поврежденным. Со временем он становится хрупким, ломким, пористым, сильно обезвоженным и истонченным. Это приводит к посеченным концам, волосы тяжелее расчесываются и становятся на ощупь жесткими и сухими.

Итак, очередной вывод: если вас беспокоят сила и упругость ваших волос, то вам нужно задуматься о восстановлении кортекса волоса, то есть восстановлении дисульфидных связей (всегда используйте специальные средства при химическом воздействии или окрашивании! а также специальные шампуни и бальзамы, например, с гематином) и восстановлении волокон кортекса (например, пеллисер).

Кстати, кератины в составе шампуней не способны проникнуть вглубь волоса, поэтому восстанавливают лишь частично, заполняя пустоты у внешней оболочки непосредственно под чешуйками кутикулы. При несильном повреждении волос, они могут дать восстанавливающий эффект, но при глубоких повреждения — не очень эффективны.

Кроме всего прочего в клетках коркового слоя обычно располагаются зерна красящего вещества — пигмента. При окрашивании этот пигмент разрушается и заменяется искусственным, но искусственный пигмент не является таким устойчивым, поэтому легко вымывается из кортекса волоса при мытье головы (после окрашивания постарайтесь не использовать сульфатные шампуни, это позволит дольше сохранить цвет), оставляя после себя пустоты с воздухом, что делает волос более хрупким.

Вообще, конечно, восстановление волос — это комплексная терапия, включающая в себя как лечение, восстановление, так и защиту волос от дальнейших повреждений. Она требует дополнительных мер, ухаживающих средств и большого желания и терпения. Зато в ответ будет лучшая награда — красивые, струящиеся, сияющие волосы, вызывающие восхищение и непреодолимое желание потрогать))))

Желаем вам красивой, шелковистой шевелюры. )))

При превышении определённой температуры клетка приходит в негодность и умирает. Одно из простейших объяснений такой непереносимости жары состоит в том, что необходимые для жизни белки – те, что извлекают энергию из еды или солнечного света, обороняются от вторжений, уничтожают отходы и т.п. – часто обладают удивительно точной формой. Начинаясь как длинные нити, они затем скручиваются в виде спиралей, «заколок для волос» и других форм, диктуемых последовательностью их составных частей. И эти формы играют огромную роль в их деятельности. Но когда температура начинает расти, связи, удерживающие белковые структуры, нарушаются: сначала самые слабые, а затем и сильные. Логично, что распространяющаяся потеря белковой структуры должна быть летальной, но до последнего времени детали того, как именно это убивает перегретые клетки, были неясны.

Как тепло уничтожает белки

1) Первичная структура белков – это длинные цепочки аминокислот, объединённые в заданные генами последовательности.
2) Вторичная структура – это аминокислота, которая также свёртывается в конфигурации, удерживаемые слабыми межмолекулярными связями.
3) Третичная структура – слабые связи, стабилизирующие расположение прямых и скрученных участков трёхмерной структуры белка. Их расположение позволяет белку соединяться с нужными молекулами.

Тепловая смерть. Слабые связи теряют способность удерживать третичную и вторичную структуры, и белок денатурирует, то есть разворачивается. Но не все белки разворачиваются при одной температуре – окружение белка в клетке может придавать ему дополнительную стабилизацию.

Чтобы решить поставленную задачу, команда разработала автоматизированную процедуру наблюдения. Они разрезали клетки и нагревали их содержимое поэтапно, выпуская на каждом этапе ферменты, разделявшие белки. Эти ферменты особенно хорошо разрезают развернувшиеся белки, поэтому исследователи на основе остатков разрезанных белков могли судить о том, какие белки развалились при заданной температуре. Таким образом им удалось построить денатурационные кривые для каждого из тысяч изученных белков. Дуги кривых идут от нетронутой структуры белка при комфортабельной для него температуре до полностью развёрнутого состояния при высокой температуре. Для поиска различий между кривыми разных видов живых существ, были проведены эксперименты над клетками людей, E. coli, T. thermophilus и дрожжей. «Исследование было прекрасным», – сказал Алан Драммонд [Allan Drummond], биолог из Чикагского университета, имея в виду как масштаб, так и точность процесса.

Во время наблюдений было ясно видно, что белки всех живых существ не разворачиваются все сразу при повышении температуры. «Мы увидели, что лишь небольшое подмножество белков разрушилось на самых ранних стадиях, – сказала Пикотти, – и это были ключевые белки». На диаграмме с переплетениями межбелковых связей самые хрупкие белки из этого небольшого подмножества часто обладали большим количеством связей, что означает, что они влияют на множество процессов, происходящих в клетках. «Без этих белков клетки не могут работать, – сказала Пикотти. – Когда они пропадают, вся сеть разрушается». И вместе с ней, очевидно, останавливается и жизнь клетки.

Этот парадокс – самые важные белки оказываются самыми хрупкими – может быть отражением того, как эволюция создала их для выполнения соответствующих задач. Если у белка есть множество ролей, его нестабильность и склонность к разворачиванию и повторному сворачиванию может стать преимуществом, поскольку она может позволить ему принимать разные формы, подходящие к разным задачам. «Многие из этих ключевых белков обладают большой гибкостью, что и делает их менее стабильными», но при этом наделяет их способностью связываться с различными целевыми молекулами в клетке, пояснила Пикотти. «Скорее всего, именно так они справляются со своими функциями. Это некий компромисс».

Тщательнее изучив E. coli, для которой собранные данные получились наиболее качественными, исследователи обнаружили и связь между обилием белка – количеством его копий в клетке – и его стабильностью. Чем больше копий белка делает клетка, тем больше температура требуется для его уничтожения. При этом оказывается, что большое количество копий не коррелирует с критичностью белка для выживания. Некоторые ключевые белки встречаются очень редко. Эта связь между обилием и надёжностью подтверждает идею, выдвинутую Драммонд ещё лет десять назад – у клеточной системы, изготавливающей белки, есть тенденция к тому, чтобы периодически допускать ошибки. Ошибка обычно дестабилизирует белок. Если этот белок оказывается распространённым, и такой белок в клетке появляется сотню или тысячу раз в день, тогда неправильно свернувшиеся копии, произведённые в больших количествах, могут засорить клетку. Таким образом организму выгодно было бы эволюционировать так, чтобы наиболее распространённые белки были бы и наиболее стабильными, что подтверждают полученные командой Пикотти данные.

Чтобы понять, какие качества белка делают его стабильным, исследователи сравнили данные E. coli и T. Thermophilus. Белки E. coli начали разваливаться при 40 °C, и практически полностью деградировали при 70 °C. Но при этой температуре белки T. thermophilus только начинали испытывать дискомфорт – некоторые из них держали форму и при 90 °C. Команда обнаружила, что у T. thermophilus белки обычно были короче, и некоторые типы форм и компонентов белка чаще встречались в самых стабильных из них.

Пример кривой из эксперимента. По вертикали – процент развернувшихся белков, по горизонтали – температура. Вертикальная черта – температура, при которой клетки начинают умирать. Для этого нужно развернуться всего нескольким ключевым белкам.

Открытия могут помочь исследователям разработать белки, чья стабильность подстроена под их задачи. Во многих промышленных процессах, где используются бактерии, повышение температуры повышает и отдачу – но довольно скоро бактерии начинают умирать от жары. Было бы интересно узнать, сможем ли мы стабилизировать бактерии, сделав ключевые белки более устойчивыми к температуре – сказала Пикотти.

Обилие информации по поводу того, насколько легко разворачиваются определённые белки, сильно порадовало некоторых биологов. От стабильности белка напрямую зависит вероятность его агрегации: появления комков неразвернувшихся белков, прилипающих друг к другу. Агрегаты белков могут обернуться кошмаром для клеток и мешать выполнению главных задач. К примеру, их обвиняют в появлении некоторых серьёзных неврологических проблем, таких, как болезнь Альцгеймера, при которой бляшки развернувшихся белков засоряют мозг.

Паола Пикотти

Но это не значит, что агрегация происходит только у организмов, страдающих определёнными заболеваниями. Наоборот, исследователи поняли, что возможно, она происходит постоянно, и что у здоровых клеток есть методы, при помощи которых они справляются с нею. «Я думаю, что всё чаще это явление признаётся очень распространённым», – сказал Микель Вендрусколо [Michele Vendruscolo], биохимик из Кембриджского университета. «Большинство белков неправильно сворачиваются и агрегируют внутри клеток. Самое важное, что установила команда Пикотти, это тот отрезок времени, в котором какой-либо выбранный белок находится в развёрнутом состоянии. Это время определяет степень возможной агрегации белка». Некоторые белки почти никогда не разворачиваются и не агрегируют, другие ведут себя так в определённых условиях, а иные делают так постоянно. По словам биохимика, детальное описание белков в новой работе сильно облегчит изучение и понимание этих различий между белками. Некоторые из денатурационных кривых говорят о том, что их белки агрегируют после того, как развернулись. «У них получилось отследить оба этапа – как развёртывание, так и последующую агрегацию, – сказал Вендрусколо. – В этом вся прелесть этого исследования».

И хотя многие учёные интересуются агрегатами из-за наносимого ими ущерба, некоторые смотрят на это явление с другой точки зрения. Драммонд говорит, что становится ясным, что некоторые агрегаты – это не просто кусочки мусора, болтающиеся в клетке. Они содержат активные белки, продолжающие выполнять свои функции.

Представьте, что вы издалека видите дым, поднимающийся из какого-либо здания, говорит Драммонд. Вокруг здания вы видите некие фигуры, и вы представляете себе, что это тела, извлечённые из руин. Но если вы подойдёте ближе, вы можете обнаружить, что это живые люди, спасшиеся из горящего здания, ждущие, пока происшествие закончится. Так получается с исследованием агрегатов, говорит Драммонд: исследователи обнаруживают, что белки в агрегатах оказываются не жертвами, а выжившими. «Сейчас вообще появляется новая область науки, растущая взрывными темпами», – говорит он.

Комкование белков может оказаться не признаком повреждений, а способом для белка сохранять свои функции в сложной ситуации. Оно может, к примеру, защищать их от окружающей среды. А когда условия улучшаются, белки могут покидать агрегаты и сворачиваться заново. «Их форма меняется в зависимости от температуры таким образом, что на первый взгляд это кажется неправильным сворачиванием, – говорит Драммонд. – Но в этом есть какой-то иной смысл». В статье в журнале Cell от 2015 года он с коллегами определил 177 белков дрожжей, сохранивших свои функции уже после попадания в агрегаты. В работе, вышедшей в марте, эта команда описала, что если изменить один из белков так, чтобы он не смог агрегировать, то это приводит к серьёзным проблемам в функционировании клетки.

В общем и целом, работа утверждает, что белки – удивительно динамичные структуры. Сначала они могут показаться жёсткими машинами, работающими над зафиксированными задачами, для которых подходит одна определённая форма. Но на самом деле белки могут принимать несколько различных форм во время своей нормальной работы. И в нужное время их форма может меняться так сильно, что может показаться, будто они портятся, хотя на самом деле они наоборот укрепляются. На молекулярном уровне жизнь может представлять собой постоянные соединения и разъединения связей.

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.

Волосяная луковица

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.

Корневое влагалище

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.

Стержень волоса

Это видимая часть волоса, находящаяся выше уровня кожи. Стержень волоса имеет простое строение: медула, кортекс и кутикула.

Медула – мозговое вещество, которое находится в середине волосяного стержня. Клетки мозгового вещества богаты воздухом и по нему поднимаются питательные вещества. Медула есть только в полностью сформированных волосах, а, например, в пушке на детской голове этого вещества нет. Кортекс – это основное вещество волоса, которое занимает до 85% его объема. Кортекс состоит из двух веществ: кератина, из которого «строятся» волосы, и натурального пигмента меланина, отвечающего за цвет волос.
Кутикула волоса состоит из 10 слоев плоских ороговевших клеток, расположенных наподобие черепицы и направленных к кончику волос. Кутикула придает волосу прочность. Ее целостность нарушается при химической завивке, при воздействии повышенной температуры и окраске.

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:

Анаген (фаза роста) – период самого активного роста, во время которого активно производится кератин – главное строительное вещество для волоса. Этот период длится от 2 до 5 лет. Длительность фазы определяет максимальную длину волоса. Сначала фолликул производит тонкое волосяное волокно (пушковый волос), затем волос становиться более толстым и пигментированным (терминальный).
Катаген (фаза деградации фолликула) – это переходный период от стадии активного роста к стадии покоя. В этот период волосяная луковица отделяется от волосяного сосочка, следовательно, питание нарушается, рост волоса останавливается. Фаза продолжается несколько недель.
Телоген (фаза отдыха) – период, в который волос отделяется от корня и медленно двигается к поверхности кожи. Длительность 2-4 месяца. В этот период происходит восстановление связи волосяной луковицы и волосяного сосочка, после чего жизненный цикл волоса вновь переходит в фазу роста.

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.

В норме по разным данным в фазе роста (анаген) находятся 85% волосяных фолликулов, в фазе деградации (катаген) – 1% и в фазе отдыха (телоген) - 14%.

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:

Пепельный;
Светлый шатен;
Темный шатен;
Русый;
Светло-каштановый;
Темно-каштановый;
Черный.

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.

Нормальным (здоровым) по структуре волосам подойдут средства с соответствующей пометкой, а также шампуни и бальзамы, придающие объем.

Сухие локоны необходимо дополнительно подпитывать, ведь таким волосам не хватает кожного сала. Для сухих прядей рекомендуются средства с дополнительными питательными компонентами и липидами, которые «склеивают» чешуйки локона. Этому типу волос подходят средства с коллагеном и бальзамы на масляной основе. Кстати, локоны после окрашивания, мелирования и химической завивки автоматически переходят в группу сухих. Однако по мере отрастания собственных локонов важно следить, чтобы они не получали избыточного питания.
Тонкие волосы по структуре отличаются от нормальных меньшим диаметром стержня. Такие локоны сложно укладывать, они чаще ломаются и секутся, чувствительны к любым внешним воздействиям. При уходе важно дать волосам не только объем, но и питание.
Жирные волосы выглядят весьма неэстетично, однако кожный жир отлично защищает локоны при помощи бактерицидной пленки. При этом повышенная активность сальных желез требует тщательного ухода. Вопреки популярному заблуждению, частое мытье не влияет на здоровье таких волос. Для жирных локонов подходят средства с добавками, замедляющими работу сальных желез.
Смешанные волосы жирные у корней и сухие на кончиках также требуют внимательного отношения. Сложные по строению волосы можно мыть мягкими шампунями и ополаскивателями облегченного действия и дополнительно подпитывать кончики локонов, не затрагивая кожу головы.

Повреждения волос

Вне зависимости от строения волос и их структуры, под воздействием ряда негативных факторов. Специалисты выделяют три основных типа дефектов стержня:

Изломы из-за механических повреждений;
Ломкость волос на фоне нарушения формы;
Скручивания волос ввиду врожденных патологий.

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.

Читайте также: