W jaki sposób wiązania disiarczkowe we włosach powodują zwijanie się?
On 15 lutego, 2021 by adminRozumiem, że istnieje kilka cech włosów kręconych, które różnią się od włosów prostych (np. asymetryczne rozmieszczenie wiązań dwusiarczkowych we włosach kręconych), ale tak naprawdę jestem staram się zrozumieć główną przyczynę wrodzonego zwijania się na poziomie makroskopowym .
Moje obecne rozumienie Struktura włosów jest oparta głównie na tej witrynie
Najbardziej istotną częścią włosów w naszej dyskusji jest kora, która składa się z wiele osiowo ułożonych makrofibryli lub makroskopowych włókien keratynowych, które w niektórych wypełniaczach zawierają głównie lipidy / białka. Wewnątrz tych makrofibryli znajdują się mikrofibryle. Są one również wyrównane osiowo i w niektórych wypełniaczach lipidów / białek. Wewnątrz mikrofibryli znajdują się protofibryle, nawet mniejsze włókna, które są owinięte wokół siebie jak przędza. Te protofibryle składają się z 4 łańcuchów keratynowych, które są zasadniczo skręcone razem i połączone wiązaniami dwusiarczkowymi i wodorowymi. Podczas gdy wiązania wodorowe są łatwo przerywane, wiązania dwusiarczkowe nie. W kręconych włosach makrofibryle nie są symetryczne, ale nie jestem pewien, jak to lub jakie inne skutki faktycznie prowadzą do zwijania się.
Wcześniej zakładałem, że przyczyną zwijania się jest to, że asymetryczna konfiguracja włosa (tj. nie cylindryczna, ale bardziej owalna w przekroju), pewne naprężenia szczątkowe są tworzone przez wiązania dwusiarczkowe między keratyną, jeśli to prawda, to doprowadziłoby mnie do przekonania, że spowoduje to zwiększone wyboczenie protofibryli Ale nawet przy prostych włosach i bardziej symetrycznych wiązaniach disiarczkowych masz już pewne zawijanie i wybrzuszanie protofibryli, ale włosy nie zwijają się na poziomie makroskopowym.
W związku z tym nie wydaje się, aby to wyboczenie spowodowane asymetrycznymi wiązaniami disiarczkowymi z konieczności prowadziło do zwiniętej lub zorganizowanej struktury w makroskali z makrofibrylami. To prowadzi mnie do przekonania, że czegoś mi brakuje.
Odpowiedź
Ładne pytanie. Muszę powiedzieć, że uzyskanie satysfakcjonującej odpowiedzi zajęło mi wiele godzin.
Włosy są zbudowane z cząsteczek keratyny, które zawierają cysteinę. Cysteina posiada grupę tiolową (-SH), dzięki której może tworzyć wiązanie dwusiarczkowe (-S-S-) z inną cysteiną innej keratyny, powodując zginanie włosów. Zobacz to zdjęcie z tutaj :
Kręcenie włosów można uzasadnić zarówno na poziomie mikroskopowym, jak i makroskopowym.
- Poziom mikroskopowy : zobacz ten post z tutaj :
Kręcone włosy mają związek z wiązaniami chemicznymi w białku tworzącym włosy – $ \ alpha $ -keratyna. Keratyny, szczególnie $ \ alpha $ -keratin, mają długie sekwencje aminokwasów (często ponad 300), które tworzą strukturę helikalną.
Pary tych struktur spiralnych następnie owijają się wokół siebie w lewoskrętnej strukturze cewki. Są one następnie przyciągane do innej zwiniętej cewki, dzięki czemu dwie keratynowe helisy sklejają się ze sobą. Te czterołańcuchowe struktury łączą się następnie z inną czterołańcuchową strukturą, tworząc włókno włosa. Jednym z aminokwasów tworzących te łańcuchy jest cysteina, która ma grupę sulpherową, która jest w stanie tworzyć połączenia z innymi grupami sulpherowymi na innych cewkach.
Im więcej interakcji ma włókno z innym włóknem, im ciaśniej zwinięta staje się cewka. Dlatego kręcone włosy mają więcej interakcji niż proste włosy. Proces trwałej ondulacji włosów wprowadza większą dostępność sulpery na aminokwas, cysteinę, do tworzenia tych połączeń. Paznokcie palców rąk i nóg mają wiele wiązań między włóknami i dlatego są bardzo twarde.
Na przykład zobacz, jak włosy są sztucznie zwijane za pomocą trwałej ondulacji.
Ta zmiana położenia wiązań powoduje zwijanie się włosów (spójrz ponownie na pierwszy diagram i zwróć uwagę na orientację mostków dwusiarczkowych). Te pionowe pasma teraz zawijają się z powodu zmiany tych wiązań. Tutaj wymagane jest sztuczne naprężenie mechaniczne.
- Poziom makroskopowy : Kształt włosów jest również określany przez ich makroskop struktura ic.Przeczytaj ten artykuł:
Wszystkie włosy, kręcone lub prosty, składa się z dwóch głównych elementów: trzonu i pęcherzyka. Wały to widoczne, płynące pasma, które widzimy na naszych głowach. Mieszek to część naszych włosów, która znajduje się w skórze lub skórze właściwej naszej skóry głowy. Każda z tych struktur odgrywa rolę w określaniu ogólnego kształtu naszych włosów.
Zacznijmy od źródła problemu (w 100 procentach zamierzonych): mieszków włosowych. Okazuje się, że kształt naszych mieszków włosowych jest głównym wyznacznikiem struktury naszych włosów. Gdybyś spojrzał na mieszek prostych włosów, stwierdziłbyś, że jest idealnie okrągły. Mieszek włosa kręconego przyjmuje owalny kształt. Im bardziej płaski jest owal, tym bardziej kręcone będą włosy.
Kolejnym czynnikiem wpływającym na zwijanie się włosów jest sposób, w jaki mieszek włosowy przechodzi w skórę głowy. Mieszki włosowe prostego tunelu włosowego pionowo w dół od powierzchni skóry do skóry właściwej. Jeśli mieszek włosowy zagnieździ się w skórze właściwej, włosy będą się wyginać w miarę wzrostu, powodując ich zwijanie. Chociaż to zakrzywienie mieszków włosowych może prowadzić do wspaniałych loków, powoduje jedną poważną wadę, o której mogą świadczyć wszystkie kręcone włosy, suchość. W skórze właściwej specjalne gruczoły wyściełają mieszek włosowy, wydzielając sebum, zwany sebum, który natłuszcza włosy. Niestety, gdy mieszki włosowe zakrzywiają się, łój nie jest w stanie przemieszczać się po włosach, co prowadzi do wysuszenia włosów, które nie są smarowane.
Chociaż prawdopodobnie nie wiadomo, w jaki sposób kształt mieszka włosowego determinuje strukturę pasma włosów, głównym czynnikiem jest prawdopodobnie sposób wyłaniania się włosów ze skóry głowy. Kiedy pojawia się w wygiętym kształcie, napotyka duże napięcie ze skóry głowy, co powoduje, że wygina się w kształcie mieszka włosowego, tworząc loki. Ponieważ proste pasemka nie są narażone na takie siły, nie prowadzą do skręcenia włosów.
W ten sposób loki włosów są konsekwencją dużej liczby mostków dwusiarczkowych między cząsteczkami keratyny i tego, jak włosy się wyłaniają ze skóry głowy.
Komentarze
- Tak, to jest doskonałe podsumowanie tego, co przeczytałem w internecie Jednak nie rozwiązuje w pełni źródła pytania: dlaczego dokładnie wiązanie dwusiarczkowe ma dwa oczywiste czynniki przyczyniające się do curlingu: 1) duże skręcenie alfa-keratyny i 2) asymetria w przekroju. Wydaje się, że 1) może zmienić moduł sprężystości włosa, czyniąc go bardziej podatnym na zginanie, natomiast 2) zmienia przekrój i (zakładając mniej więcej taką samą powierzchnię przekroju), czyni włosy bardziej podatnymi na zwijanie.
- Jednak główna przyczyna nadal nie została rozwiązana. Istnieje pewna przyczyna , która prowadzi do faktycznego zwijania się. Dwa czynniki wspomniany wcześniej nie ' nie powoduje bezpośrednio zwijania się włosów, musi występować szczątkowy stres, który pojawia się podczas procesu wzrostu włosów. Moim zdaniem ten szczątkowy naprężenie może wystąpić na kilka różnych sposobów, ale najprawdopodobniej z powodu zmiany chemii powierzchni, gdy włosy wrastają w atmosferę. Ta zmiana chemii powierzchni prawdopodobnie prowadzi do zmiany właściwości mechanicznych, co z kolei wywołuje naprężenia mechaniczne i prowadzi do zwijania się.
- @ user2341 wygląda na to, że nadal nie udało mi się znaleźć źródła problemu. Przepraszamy, ale czy mógłbyś wyjaśnić, czego nie udało mi się tutaj odpowiedzieć?
- Podobnie jak w moim poprzednim komentarzu, nie ma żadnych informacji dotyczących przyczyny zwijania się. W poprzednim komentarzu zacząłem spekulować na temat przyczyn, ale ' nie jestem pewien, czy jakiekolwiek rzeczywiste dowody dotyczące przyczyny lub przyczyny włosów loki.
Dodaj komentarz