Hur orsakar disulfidbindningar i håret curling?
On februari 15, 2021 by adminJag förstår att det finns flera egenskaper hos lockigt hår som skiljer sig från rakt hår (som en asymmetrisk fördelning av disulfidbindningar i lockigt hår), men är verkligen kämpar för att förstå grundorsaken till inneboende curl på makroskopisk nivå .
Min nuvarande förståelse för hårstrukturen bygger mestadels på denna webbplats
Den mest relevanta delen av håret för vår diskussion är cortex, som består av många axiellt inriktade makrofibriller eller makroskopiska keratinfibrer, som i något fyllmedel i huvudsak består av lipider / proteiner. Inuti dessa makrofibriller finns mikrofibriller. Dessa är också inriktade axiellt och i något fyllmedel av lipider / proteiner. Inuti mikrofibrillerna finns protofibrillerna, ännu mindre fibrer som vrids runt varandra som ett garn. Dessa protofibriller består av fyra keratinkedjor som i huvudsak är tvinnade ihop och förbundna med disulfidbindningar och vätebindningar. Medan vätebindningar lätt bryts, är disulfidbindningarna inte. I krullat hår är makrofibrillen inte symmetrisk men jag är osäker på hur detta, eller vilka andra effekter, faktiskt leder till curling.
Jag hade tidigare antagit att orsaken till curling är att i en asymmetrisk konfiguration av håret (IE inte cylindrisk men mer oval i tvärsnitt), vissa restspänningar bildas av disulfidbindningarna mellan keratinet. Om detta är sant skulle det leda mig att tro att det skulle orsaka ökad bukning av protofibriller Men även med rakt hår och mer symmetriska disulfidbindningar, har du redan lite curling och knäckning av protofibrillerna, men håret krullar inte på makroskopisk nivå.
Som sådan verkar det inte som att denna knäckning på grund av asymmetriska disulfidbindningar nödvändigtvis skulle leda till en böjd eller organiserad struktur på makroskala, med makrofibrillerna. Detta får mig att tro att jag saknar något.
Svar
Trevlig fråga. Jag måste säga att det tog mig många timmar att få ett tillfredsställande svar.
Hår är gjorda av keratinmolekyler, som innehåller cystein. Cystein har tiol (-SH) -grupp, genom vilken den kan bilda disulfid (-S-S-) bindning med en annan cystein av ett annat keratin, vilket orsakar hårböjning. Se den här bilden från här :
Krullning av hår kan motiveras på både mikroskopisk och makroskopisk nivå.
- Mikroskopisk nivå : Se det här inlägget från här :
Lockigt hår har att göra med de kemiska bindningarna i proteinet som utgör hår – $ \ alpha $ -keratin. Keratiner, särskilt $ \ alpha $ -keratin, har långa sekvenser av aminosyror (ofta mer än 300) som bildar en spiralformad struktur.
Par av dessa spiralformade strukturer spolar sedan varandra i en vänster spiral-spiralstruktur. Dessa lockas sedan till en annan lindad spole så att två keratinspiraler kommer att hålla ihop. Dessa fyrkedjiga strukturer associeras sedan med en annan fyrkedjig struktur för att bilda hårtråden. En av aminosyrorna som utgör dessa kedjor är cystein som har en sulpher-grupp som kan skapa förbindelser med andra sulpher-grupper på andra lindade spolar.
Ju fler interaktioner ett filament har med ett annat filament, ju mer tätt lindad lindningen blir. Därför har lockigt hår fler interaktioner än rakt hår. Processen med att ”perma” hår introducerar mer sulpher på aminosyran, cystein, för att skapa dessa anslutningar. Finger- och tånaglar har många många bindningar mellan filamenten och är därför mycket hårda.
Se till exempel hur hår är artificiellt böjda via perming.
Denna förändring i placeringen av bindningar är det som orsakar hårkrullning (titta igen på första diagrammet och se orienteringen av disulfidbryggor). Dessa vertikala strängar blir nu böjda på grund av förändringar i dessa bindningar. Här tillhandahålls den erforderliga mekaniska spänningen för böjning artificiellt.
- Makroskopisk nivå : Hårets form bestäms också av dess makroskop ic struktur.Titta på den här artikeln:
Allt hår, oavsett om det är lockigt eller rak, har två huvudkomponenter: axeln och follikeln. Axlarna är de synliga, flytande trådarna som vi ser på våra huvuden. Follikeln är den del av vårt hår som finns i huden eller dermis i vår hårbotten. Var och en av dessa strukturer spelar en roll för att bestämma vår övergripande hårform.
Låt oss börja med roten till problemet (ordlek 100 procent avsedd): follikeln. Det visar sig att formen på våra folliklar är en avgörande faktor för vår hårstruktur. Om du skulle titta på hårsäcken i rakt hår, skulle du tycka att den är perfekt rund. Follikeln av lockigt hår antar en oval form. Ju plattare den ovala är, desto hårigare blir håret.
En annan bidragande faktor till hårets krullning är hur follikeln tunnlar in i hårbotten. Folliklar av rakt hår tunnlar sig vertikalt ner från hudens yta in i dermis. Om hårsäcken vinklar in i dermis kommer håret att böja när det växer och orsaka att det krullar. Även om denna böjning av follikeln kan leda till underbara lockar, orsakar det en stor nackdel som alla lockiga hår personer kan intyga, torrhet. Inom dermis sträcker speciella körtlar follikeln för att utsöndra olja, kallad talg, för att smörja håret. Tyvärr, när folliklar böjer talg inte kan röra längden på håret, vilket också leder till torrhet av hår som inte smörjs.
Även om det inte är känt hur formen på hårsäcken bestämmer hårsträngens struktur, är den främsta bidragande faktorn sannolikt hur håret kommer ut ur hårbotten. När den framträder i böjd form, möter den mycket spänning från hårbotten, vilket får den att böja sig i formen av follikeln för att bilda lockar. Eftersom raksträngar inte möter sådana krafter leder de inte till krullade hårstrån.
På detta sätt är hårkrullningar en följd av ett stort antal disulfidbroar mellan keratinmolekyler och hur håret framträder från hårbotten.
Kommentarer
- Ja, det här är en utmärkt sammanfattning av i huvudsak vad jag hade läst på internet Det misslyckas emellertid inte med att helt ta itu med roten till frågan: varför exakt binder disulfidstilbindningen. Vi har två uppenbara bidrag till curling: 1) hög vridning i alfa-keratin och 2) asymmetri i tvärsnittet. Det verkar som om 1) kan ändra hårets elastiska modul, vilket gör det mer mottagligt för böjning, medan 2) ändrar tvärsnittet och (förutsatt att tvärsnittsområdet är ungefär detsamma) gör håret mer sårbart för krullning. / li>
- Grundorsaken behandlas dock fortfarande inte. Det finns någon orsak som leder till den faktiska krullningen. De två faktorerna tidigare nämnt orsakar ' inte curling direkt, det måste finnas en del återstående stress som uppstår under hårväxtprocessen. Enligt min uppfattning kan denna återstående stress förekomma på flera olika sätt, men troligen på grund av en förändring i ytkemin när håret växer till atmosfär. Denna förändring i ytkemi leder sannolikt till en förändring av mekaniska egenskaper, vilket i sin tur inducerar en mekanisk spänning och leder till krullning.
- @ user2341 verkar det som om jag fortfarande inte har fått roten till problemet. Ber om ursäkt, men kan du snälla förklara vad jag inte har skrivit här?
- Som i min tidigare kommentar finns det ingen information om orsaken till curling. Jag fortsatte med att spekulera i orsakerna i min tidigare kommentar, men jag ' är inte säker på att det finns några faktiska bevis för orsaken eller anledningen till att hår lockar.
Lämna ett svar