Какими свойствами обладает волос человека

Физические свойства волос

К физическим свойствам волос относятся: прочность, эластичность, способность впитывать воду и электропроводность.

Волосы очень прочны и обладают высокой устойчивостью против механических, биологических и химических воздействий.

Устойчивость к механическим воздействиям выражается в том, что нельзя, например, сплющить волос, ударяя по нему молотком, а для его разрыва требуется относительно большая сила. Волос разных людей может выдержать нагрузку от 50 до , 160 г. Эти качества значительно изменяются с возрастом, так как волосы новорожденного очень тонкие, а цепи кератина у пожилых людей имеют меньшую связность, что приводит к уменьшению сопротивления волоса нагрузке и растяжению.

При растяжении волос удлиняется, особенно если он насыщен водой, например, во влажной атмосфере. Под влиянием влаги форма волоса может измениться, однако это всегда обратимое явление. Накручивание сухих волос вокруг жесткой оси (например, на шпульки или бигуди) вызывает их неполную и непрочную завивку. Завивка получается более прочной, если накручивать мокрые волосы.

Устойчивость к химическим воздействиям: волосы полностью устойчивы к действию кислых веществ, которые могут даже увеличивать их стойкость по отношению к другим факторам, однако плохо реагируют на действие щелочей и окисляющих средств.

Основные средства (основания и щелочи) больше влияют на структуру, прочность волоса и могут в определенной степени изменять его форму. Снижение прочности волоса под действием щелочей зависит от их характера и концентрации. Например, 5-процентный раствор нашатырного спирта вызывает относительно малое повреждение, а 20-процентный – заметное повреждение корневого влагалища (зубчатый ущерб). Аналогичный эффект дает 2-процентный раствор углекислого натрия. 70-процентный раствор нашатырного спирта или 10-процентный раствор углекислого натрия вызывает уже более серьезные изменения, разрушая наружное корневое влагалище волоса и расщепляя волос продольно, что значительно увеличивает его ломкость. 20-процентный раствор углекислого аммония приводит к растворению волоса (наступают изменения в стержне).

Щелочи усиливают способность волос абсорбировать воду. При этом волосы могут в два-три раза увеличивать свой объем. При натягивании и закручивании волоса щелочи могут привести к необратимому изменению его формы. Из этого вытекает возможность перманентной завивки. Поэтому действие щелочей облегчается благодаря пористости волоса и его способности впитывать воду. Обесцвеченные волосы, следовательно, более пористые, требуют применения для перманентной завивки значительно более слабых составов с меньшей концентрацией щелочных средств.

Один из французских авторов указывает, что волос, который впитал 100% воды, требует при завивке только однопроцентного щелочного раствора, а волос, впитавший 10% воды, – 10-процентного раствора.

Прочность волоса почти не изменяется под действием холодной завивки, а при горячей перманентной завивке она может значительно уменьшиться. Например, критическая нагрузка при холодной перманентной завивке уменьшается на 15, при теплой – на 20 и при горячей – на 60%.

Окисляющие (обесцвечивающие) средства могут вызвать большие или меньшие изменения. Под действием перекиси водорода волос утончается, поэтому ее иногда применяют для удаления с кожи пушковых волос. Обесцвечивающие средства, применяемые слишком часто или во время болезни, приводят к тому, что волосы становятся менее эластичными, более пористыми и ломкими, а также трудными для сушки. Их критическая нагрузка может уменьшаться примерно до 35 г. Обесцвеченные волосы не следует также, подвергать продолжительной завивке или же применять ее с большой осторожностью. Теплая перманентная завивка может привести к обламыванию волос, поэтому ее можно проводить, применяя весьма слабые составы и значительно более низкую температуру, чем обычно. При холодной перманентной завивке завивочный состав тоже должен быть слабым и применяться в течение короткого времени.

Волосы обладают гибкостью и эластичностью – они удлиняются при растяжении и возвращаются в первоначальное состояние после снятия растягивающей силы. Особенно заметны эти свойства на мокром волосе. Сухой волос удлиняется при растяжении на 20-30, а смоченный холодной водой – до 100%.

Под действием высокой температуры (водяного пара или кипящей воды) волос претерпевает существенные изменения: кроме потери эластичности, его форма подвергается также устойчивому изменению. Волос, растягиваемый под действием водяного пара, после охлаждения не принимает первоначальной длины – его деформация становится необратимой. Если действию пара будут подвергаться завитые или накрученные на коклюшки волосы, то полученная форма завивки станет устойчивой даже после высушивания и охлаждения волос.

На этом свойстве волос основан принцип завивки. Слишком высокая температура или слишком продолжительное ее действие может привести к повреждению клеток коркового вещества волос, волосы станут обламываться даже при малейшем натяжении. В связи с этим иногда после горячей завивки или завивки щипцами наблюдается снижение прочности волос. Эти повреждения появляются потому, что обычно завивку производят на мокрых волосах. Во время повышения температуры вода, содержащаяся в волосах, превращается в пар, который вызывает их расщепление. Если же температура очень высока, то волосы могут обуглиться.

Человеческий волос обладает способностью впитывать воду и водяной пар, а также глицерин, животные и растительные жиры. Такие вещества, как минеральные масла, производные нефти (вазелиновое масло и вазелин) не проникают внутрь волоса, а остаются на его поверхности. Эти свойства волоса определяют род жира, который должен применяться для производства различных лечебных средств и средств для ухода за волосами, а также способ их употребления.

Способностью волоса поглощать воду объясняются его многие важные свойства. Например, известно, что волос удлиняется или сокращается в зависимости от степени влажности окружающей среды. Он может набухать, поглощая 10-25% воды. Уже сама степень влажности волоса может в значительной мере влиять на прическу.

Волосы обладают также абсорбционной способностью, то есть способностью задерживать на своей поверхности пыль, благодаря покрывающему их кожному жиру. При трении в сухом состоянии они легко наэлектризовываются. Потирая волосы пластичным предметом, можно даже получить их искрение. Электрические свойства волос в значительной мере зависят от их индивидуальных особенностей.

Сила прилегания волоса к голове зависит от жизнеспособности корня и его прочности. Она измеряется усилием, необходимым для выдергивания волоса.

Волосы – это ороговевшие образования кожи.

У человека имеются три вида волос:

а) пушковые, покрывающие кожу туловища и конечностей;

б) длинные, растущие на голове, бороде и т.д.;

в) щетинистые – брови, ресницы.

Количество волос на голове разных людей колеблется в значительных пределах.

Волосяной покров головы у брюнетов в среднем составляет 100 тысяч, а у блондинов около 150 тысяч волос и даже больше. Кроме того, густота неодинакова и на различных участках головы. Наиболее густые волосы обычно на теменной части, их количество колеблется от 250 до 350 штук на 1 см2. На висках и затылке их от 150 до 250 штук на 1 см2, правда на висках они тоньше, на затылке толще.

Тонкие волосы чаще всего бывают светлых тонов, темные же волосы значительно толще. Волосы рыжего цвета, как правило, оказываются самыми толстыми. Цвет волос человека зависит от содержания в них пигмента, пузырьков воздуха, жира и может принимать все оттенки от черного (много пигмента) до серебристобелого (полное отсутствие пигмента).

Некоторые исследователи различают свыше пятидесяти оттенков цвета волос. Кроме седых волос различаются еще восемь цветов: черный, темнокаштановый, каштановый, темный шатен, шатен, светлый шатен, русый, пепельный.

Форма волоса, как и цвет, сильно колеблется в зависимости от этнической принадлежности и является наследственной. Три большие этнические группы – монголоидная (азиатская), европоидная (европейская) и негроидная (негритянская) имеют характерные волосы:

а) монголоидная группа – толстые, жесткие волосы, встречающиеся трех разновидностей: жесткие толстые; прямые, более тонкие; слабоволнистые.

б) европоидная группа – менее толстые, часто вьющиеся, также имеет три разновидности: вьющиеся; сильно вьющиеся; локонообразные.

в) негроидная группа – курчавые волосы, подразделяющиеся на курчавые; сильно курчавые; похожие на зерна перца.

Некоторые особенности волос, типичные для негроидной или представителей монголоидной группы, можно встретить у европейцев, даже если не отмечается расовое смешение. Прямые или слегка волнистые волосы имеют круглое сечение, вьющиеся овальное.

Другими отличительными свойствами волос являются: полная длина, степень прилегания к голове, частота случаев поседения.

Волосы постоянно обновляются: старые отмирают и выпадают, а новые, зарождаясь, вырастают. Срок жизни волоса колеблется от 2 до 4 лет. За сутки выпадает приблизительно 30-50 волос, взамен которых вырастают новые. Волос вырастает примерно на 0,5 мм в день, 1,5 см в месяц, или 15-20 см в год. Срезание волос или прижигание их концов не оказывает влияния на скорость роста.

Корни волос расположены в волосяных мешочках, называемых фолликулами. В фолликулах также находятся протоки сальных желез, поэтому часто встречаются названия: сально-волосяной орган или сально-волосяной фолликул.

Часть волоса, расположенная над поверхностью эпидермиса, называется его стержнем. Корень заканчивается расширением, называемым луковицей. Луковица раздваивается и охватывает часть соединительной ткани собственно кожи, образующей так называемый волосяной сосочек, к которому подходят кровеносные сосуды и нервные окончания. Луковица является местом роста волос, так как получает питательные вещества, необходимые для размножения клеток, постоянно выталкиваемых на поверхность, где они роговеют и превращаются в стержень волоса.

В поперечном сечении волоса под микроскопом отчетливо различаются три основных слоя: наружный, корковый и сердцевина.

Наружный слой, или кутикула, имеющий чешуйчатое строение, представляет собой внешнюю оболочку из ороговевших чешуек, каждый предыдущий слой которых частично прикрывает последующий (если считать от корня), как чешуя у рыбы. Этот слой служит для защиты внутренних слоев от внешних воздействий.

Корковый слой (кора) лежит непосредственно под кутикулой и состоит из ороговевших веретенообразных клеток. Механическая прочность волоса определяется главным образом корковым веществом, клетки которого содержат пигмент меланин, придающий волосам в зависимости от количества и степени дисперсности различный цвет.

Сердцевина состоит из клеток различной структуры с кератиноподобным веществом. В этом слое содержатся пузырьки воздуха. У слишком тонких волос не наблюдается границы между корковым слоем и сердцевиной, хотя у срезанного под корень волоса и удается ее обнаружить. В пушковых волосах она вообще отсутствует.

Химический состав волос

Основными составными частями волос являются кератин и пигмент. Кроме того, человеческие волосы содержат некоторое количество жирового вещества и холестерола (4-8%), а также минеральные соединения, в том числе соединения железа, которого в темных волосах имеется больше, чем в светлых. В волосах также имеется небольшое количество мышьяка и около 3% серы, входящей в состав кератина.

Волос, подобно роговому слою эпидермиса, состоит из сплющенных ороговевших клеток, лишенных ядра и плотно прилегающих друг к другу. Ороговение заключается в образовании особого белка (кератина), характеризующегося высоким содержанием серы и азота.

Как и каждый белок, кератин состоит из аминокислот, содержание и состав которых могут быть различными. Наиболее важной и характерной аминокислотой является цистин, количество которого доходит до 17%. Он очень богат серой.

Волокна кератина образуются из параллельных цепочек частиц, располагающихся вдоль оси волокон. Благодаря соответствующей связи цепочек кератин является очень эластичным и плотным белком. Основания при повышенной температуре или значительной концентрации оказывают вредное влияние на кератин. Сильные щелочи даже при низкой температуре и при слабой концентрации разлагают кератин. Кислоты могут постепенно разлагать кератин лишь при высокой концентрации и повышенной температуре.

Окраска волос зависит от присутствия пигмента, от вида, в котором он выступает, а также от его количества и размещения. Пигмент волос и кожи называется меланином. Меланин – белок, содержащий 8-13% азота, 1-10% серы, значительное количество кислорода и очень немного железа и мышьяка. Меланин нерастворим в воде, но растворяется в щелочах и концентрированных кислотах. Окраска, сообщаемая меланином, исчезает под действием окислителей, например перекиси водорода.

В волосяной луковице пигмент находится в клетках зародышевого слоя, которые затем превращаются в клетки коркового вещества. В темных волосах пигмента так много, что он может покрывать всю клетку, затушевывая ее контуры.

Пигмент содержится в корковом веществе волос в рассеянном и зернистом состоянии. Рассеянный пигмент в небольшом количестве дает желтую окраску, а в большом – красноватый цвет. Зернистый пигмент выступает в виде малых зерен и дает окраску от рыже-бурой до интенсивно черной. На срезе волоса зернистый пигмент значительно выделяется на фоне рассеянного пигмента. Эти два рода пигмента содержатся в волосах в различных пропорциях, и цвет волос в значительной степени зависит от их взаимного отношения.

Изменения содержания пигмента в волосах могут зависеть от болезненных процессов или от обесцвечивания волос вследствие окисления меланина. Обесцвечивающие (окисляющие) средства действуют на зернистый пигмент, уменьшая его количество в процессе обесцвечивания. Зернистый пигмент превращается в рассеянный придавая волосам желтоватую или красноватую окраску в зависимости от количества рассеянного пигмента, имеющегося в волосах до обесцвечивания. Этим объясняется особая трудность обесцвечивания рыжих волос. Слишком сильное обесцвечивание может привести к заметному уменьшению рассеянного пигмента и к разрушению волос.

Физические свойства волос

К физическим свойствам волос относятся прочность, эластичность, способность впитывать воду и электропроводность.

Волосы очень прочны и обладают высокой устойчивостью против механических, биологических и химических воздействий.

Устойчивость к механическим воздействиям выражается в том, что нельзя, например, сплющить волос, ударяя по нему молотком, а для разрыва требуется относительно большая сила. Волос разных людей может выдерживать нагрузку от 50 до 160 г. Эти значения сильно изменяются с возрастом, так как цепи кератина у пожилых людей обнаруживают меньшую связность, что приводит к уменьшению сопротивления волоса нагрузке и растяжению.

Вследствие растяжения волос удлиняется, особенно если он насыщен водой, например во влажной атмосфере. Под влиянием влаги форма волоса может изменяться, однако это всегда обратимое явление. Накручивание сухих волос вокруг жесткой оси (например, на бигуди) вызывает их неполную и непрочную завивку. Завивка получается более прочной, если накручивать мокрые волосы.

Устойчивость к биологическим воздействиям заключается в значительной сопротивляемости волос к загниванию.

Устойчивость к химическим воздействиям следующая: волосы полностью устойчивы к действию кислых веществ, которые иногда могут даже увеличивать их стойкость по отношению к другим факторам, однако плохо реагируют на действие щелочей и окисляющих средств.

Основания и щелочи больше влияют на структуру, прочность волоса и могут в определенной степени изменить его форму. Снижение прочности волоса под действием щелочей зависит от характера и концентрации последних. Например 5%-ный раствор нашатырного спирта вызывает относительно малое повреждение, а 20%-ный – весьма заметное. 20%-ный раствор углекислого аммония приводит к растворению волоса (наступают необратимые изменения в стержне).

Щелочи усиливают способность волос абсорбировать воду. При этом волосы могут в 2-3 раза увеличивать свой объем. Если в это же время волосы растягиваются и закручиваются, то воздействие щелочи может привести к необратимому изменению формы. Отсюда вытекает возможность перманентной завивки. Следовательно, действие щелочи облегчается благодаря пористости волоса и его способности впитывать воду. Обесцвеченные волосы, как более пористые, требуют применения для перманентной завивки значительно более слабых составов с меньшей концентрацией щелочных средств.

Окисляющие (осветляющие) средства могут вызвать большие или меньшие изменения. Под действием перекиси водорода волос утончается, поэтому она иногда применяется для удаления с кожи пушковых волос. Обесцвечивающие средства, применяемые слишком часто и в сильной концентрации, приводят к тому, что волосы становятся менее эластичными, более пористыми и ломкими, а также трудными для сушки. При завивке обесцвеченных волос на продолжительный срок применяют очень слабые составы и значительно более низкую температуру, чем обычно.

Волосы обладают гибкостью и эластичностью: они удлиняются при растяжении и возвращаются в первоначальное состояние после снятия растягивающей силы. Особенно заметны эти свойства на мокром волосе. Сухой волос увеличивает длину при растяжении на 20-30%, а смоченный холодной водой – до 100%.

Человеческий волос обладает способностью впитывать воду и водяной пар, а также глицерин, животные и растительные жиры. Такие вещества, как минеральные масла, производные нефти (вазелиновое масло и вазелин), не могут проникать внутрь волоса и остаются на его поверхности. Эти свойства волоса определяют род жира, который должен применяться для различных лечебных средств и средств для ухода за волосами, а также способ их употребления.

Действие водяного пара или кипящей воды, щелочных средств и восстановителей обусловливает химические преобразования кератина путем разрыва при помощи гидролиза связей типа соли и цистиновых мостиков, результатом чего становятся новые связи, фиксирующие новую форму волоса. Род связей зависит от того, образовались ли они под действием только химических средств (принцип перманентной холодной завивки) или при совместном действии щелочных средств, высокой температуры и влаги (принцип горячей перманентной завивки).

Если гидролиз заходит слишком далеко, то наступает повреждение кератина и разрыв цепей внутри частицы. Кроме того, каждый жир, пропитывающий волокна, омыляется щелочными средствами и образует род мыла, которое удаляется во время ополаскивания, при этом поверхность волоса теряет гладкость, а его цилиндрическая форма становится овальной.

Если перед горячей перманентной завивкой волос будет обесцвечен и часть раствора перекиси водорода останется внутри его во время выполнения завивки, то действие высокой температуры может вызвать дальнейшее окисление, еще более разрушающее волос.

Волосы равномерно смазаны жиром – продуктом секреции клеток сальных желез, благодаря которому предотвращаются их ломкость и высыхание.

Выделение кожного жира регулируется в организме человека гормонами, нервной системой, витаминами и другими факторами. Оно затормаживается действием витаминов В и особенно витамина Н. Влияние нервной системы на выделение кожного жира у человека весьма сложно и, естественно, здесь не рассматривается.

Нас интересует другая сторона дела. Жир образует на всей коже род оболочки, называемой липидной, или жировой оболочкой. Присутствие липидов (жироподобных тел) на поверхности кожи защищает ее главным образом от действия растворимых в воде веществ и препаратов со щелочным свойством. Реакция липидной оболочки кислая, поэтому она способна нейтрализовать щелочное действие различных веществ. Это особенно важно в связи с необходимостью защиты кератина, который исключительно плохо переносит щелочные воздействия.

Жировая оболочка легко смывается во время мытья головы и обновляется через некоторое время в зависимости от индивидуальных особенностей кожи. Именно эта способность липидной оболочки к обновлению и скорость, с которой она наступает, определяют реакцию волос на многие препараты, применяемые в парикмахерских (составы для перманентной завивки, средства для окисления волос и красители). Это особенно важно учитывать людям, имеющим слабые волосы и чувствительную кожу.

Слабые волосы рекомендуется мыть за несколько дней до горячей продолжительной завивки, осветления или окраски, чтобы жировая оболочка успела образоваться заново. Не рекомендуется также выполнять все операции в один прием. Красить или осветлять волосы следует лишь спустя несколько дней после перманентной завивки.