Структура волосся - частина 2: Кортекс

Рисунок №1: Структура волосся з кутикулою, кортикальними клітинами, макрофібрилами, проміжними філаментами, протофібрилами, протофіламентами та димерами

Кортекс – це центральне ядро волосся, яке покрите кутикулою і займає від 75 до 80% обсягу волосся. Механічно - це найважливіша частина волосся. Функцією цих клітин є підтримання еластичності та міцності натягу волосся.

Кортикальні клітини. Кортекс складається в основному з кортикальних клітин, які є білковими клітинами подовженої форми, правильного і неправильного поперечного перерізу. Діаметр цих клітин становить від 2 до 5 (мкм), а довжина – близько 100 (мкм). Кортикальні клітини мають форму веретена, різних розмірів та вирівняні вздовж основної осі волокон..

Існує два типи кортикальних клітин: паракортикальні клітини та ортокортикальні клітини. Паракортикальні клітини мають однорідну форму веретена, тоді як ортокортикальні клітини мають неоднорідну форму, як показано на рисунку 2

Рисунок 2: Форма паракортикальних и ортокортикальних клітин

Всі кортикальні клітини відокремлені одна від одної, а їх організацію в комплекси забезпечує корково-кортикальна клітинна мембрана, товщина якої становить лише 2 нанометри (нм)..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Внутрішній шар кутикули та віддалені зовнішні клітини кори склеєні разом із CMC кутикули-кори. Також кортикальні клітини склеєні разом з корково-кортикальним СМС у тверду масу, як показано на рисунку 3.

Рисунок 3: Кортикальні клітини склеєні з корково-кортикальними клітинами CMC. Шари кутикули охоплюють клітини кортексу.

Пряме кавказьке, східне, монгольське і східно-азіатське волосся, як правило, має паракортикальні клітини, які більш однорідні за діаметром і формою. Отже, волосся має пряму форму і відносно однорідний діаметр. Вони містять більше цистеїну і стійкіші до перепадів температур.

 

 

Рисунок 4: Пряме кавказьке, східне, монголоїдне та східно-азіатське волосся з усіма паракортикальними клітинами

Волосся у людей африканського походження складається зі значної кількості ортокортикальних клітин, які за своєю природою мають неправильну форму та розмір. Таке волосся має однакові ряди паракортикальних клітин та ортокортикальних клітин, як показано на рисунку 5, і саме тому волосся африканського походження як правило буває кучерявої або спіральної форми, з величезною кількістю змін діаметра вздовж стрижня волосся, який, має дуже високий коефіцієнт стиснення. Наявність більшої кількості ортокортикальних клітин у волоссі африканського походження робить їх більш схильним до термічного пошкодження і хімічної дії, ніж волосся азіатського або європейського походження. Також на паракортикальній стороні загальна товщина кутикули буде вищою, ніж на ортокортикальній стороні, де кількість шарів кутикули мінімальна (від одного до двох).

 

 

Рисунок 5: Кучеряве або кручене волосся африканського походження

Волосся змішаної раси має невелику або помірну кучерявість і більш рівномірний діаметр вздовж стрижня волосся порівняно з волоссям африканського походження. Навіть волосся змішаної раси з переважно паракортикальними клітинами та вузьким рядом ортокортикальних клітин більш стійкі до хімічних модифікацій, таких як випрямлення волосся тощо.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 6: Хвилясте волосся з вузьким рядом орто-кортикальних клітин на одному боці кори.

                   ВНУТРІШНЯ СТРУКТУРА КОРКОВИХ КЛІТИН

Кортикальні клітини складаються з макрофібрил, які містять проміжні нитки (мікрофібрили). Проміжна нитка складається з протофібрил, які складаються з протофіламентів. Кожен протофіламент складається з димерів, що є двома спіральними білковими ланцюгами.

Макрофібрили:

Макрофібрили являють собою стрижнеподібні структури, що мають довжину кілька мікронів (мкм) та діаметр від 0,1 до 0,4 мікронів (мкм). Макрофібрила – це колонія багатьох мікрофібрил, також відомих як проміжні філаменти (ПН). Кератинізовані макрофібрильні ланки орієнтовані вздовж клітин у поздовжньому напрямку, забезпечуючи цим дуже міцний волокнисто-матричний композит, як показано на рисунку 7. У свою чергу, кіркові клітини складаються з макрофібрилів, які розділені між собою тонкою мембраною кортикальної клітині. Ці мембрани містять пігмент волосся, відомий як меланін, який розосереджений по всій мембрані. Макрофібрили впроваджуються в клітини кори, а потім поділяються міжмікрофібрилярним матеріалом або матрицею.

 

Рисунок 7: Кортикальна клітина містить від 10 до 12 макрофібрил.

Мікрофібрили та Проміжні Нитки (ПН). Макрофібрила містить багато мікрофібрил, також відомих як проміжні нитки. Як видно з електронного мікроскопа, макрофібрила складається з довгих однорідних ниток, відомих як Проміжні Нитки (ПН), які орієнтовані паралельно осі волосяного волокна. Кожна ПН становить близько 8 нм або 0,008 мкм у діаметрі і знаходиться на відстані близько 11 нм від іншої ПН у вологих волокнах (рис. 8). ПН містять дуже організовані спіральні білкові ланцюги, скручені разом, як мотузка.

 

Рисунок 8: Проміжні нитки (ПН) (мікрофібрили), присутні в кожній макрофібрил. У макрофібрилі міститься від 40 до 50 ПН.

Матриця: Мікрофібрили та Проміжні Нитки вбудовані в матрицю, що складається з макрофібрил та кіркових клітин. Основна роль матриці полягає в тому, щоб утримувати разом мікрофібрили (проміжні нитки) у стаціонарному стабільному стані, з деякою свободою руху, також відомою як еластичність волосяних волокон. Ступінь втрати міцності волосся на розтяг при хімічній обробці відповідає ступеню пошкодження матриці. Якщо мікрофібрили та білкова матриця розпадаються частково або повністю, волокно волосся відносно втрачає свої механічні властивості (міцність на розрив та еластичність). Кору, що містить мікрофібрили та проміжні нитки, які вбудовані в білковий матрикс, показано на рисунку 9.

 

Рисунок 9: Матриця – це простір між кірковими клітинами, макрофібрилами та проміжними волокнами, що містять багаті цистеїном білки.

Протофібрили: одна мікрофібрила і проміжна нитка складаються з 8 протофібрил, а кожна протофібрила складається з чотирьох протофіламентів. Структуру протофібрил показано на рисунку 10.

 

 

 

 

Рисунок 10: Вісім протофібрил у проміжній нитці показані у верхній частині цієї фігури.

Протофіламенти: чотири протофіламенти присутні в кожній протофібрилі і є спіральними утвореннями, що утворюють димер. Потім два димери об'єднуються в тетрамер. Тетрамер також відомий як протофіламент. Діаметр протофіламенту становить 2,8 нм або 0,0028 мм. Структуру протофіламенту показано на рисунку 11.

 

 

 

 

 

Рисунок 11: Протофіламенти у проміжній нитці, також відомій як тетрамер.

Димери: Протофіламент (тетрамер) складається з двох димерів, і структуру димера показано на рисунку 12.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 12: Структура дімера в протофіламенті.

Димер має два білкові ланцюги, скручені разом за особливою спіральною схемою, як показано на рисунку 12. В мікрофібрилах і проміжних нитках (ПН) є 16 димерів. Комбінація цих елементів створює складну структуру волосяного волокна, як показано на рисунку 13.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 13: Структура волосся з кутикулою, кортикальними клітинами, макрофібрилами, проміжними філаментами, протофібрилами, протофіламентами та димерами.

У моїй наступній статті я розповім про третій компонент структури волосся, яким є Медулла.