Wie verursachen Disulfidbindungen im Haar Locken?
On Februar 15, 2021 by adminIch verstehe, dass es verschiedene Merkmale von lockigem Haar gibt, die sich von glattem Haar unterscheiden (wie eine asymmetrische Verteilung von Disulfidbindungen in lockigem Haar), aber das bin ich wirklich Schwierigkeiten, die Grundursache für inhärente Kräuselungen auf makroskopischer Ebene zu verstehen .
Mein derzeitiges Verständnis der Die Haarstruktur basiert hauptsächlich auf dieser Website
Der relevanteste Teil des Haares für unsere Diskussion ist der Kortex, aus dem er besteht viele axial ausgerichtete Makrofibrillen oder makroskopische Keratinfasern, die in einigen Füllstoffen im Wesentlichen aus Lipiden / Proteinen bestehen. In diesen Makrofibrillen befinden sich Mikrofibrillen. Diese sind auch axial und in einigen Füllstoffen von Lipiden / Proteinen ausgerichtet. In den Mikrofibrillen befinden sich die Protofibrillen, sogar kleinere Fasern, die wie ein Garn umeinander gedreht sind. Diese Protofibrillen bestehen aus 4 Keratinketten, die im Wesentlichen miteinander verdrillt und durch Disulfidbindungen und Wasserstoffbrücken verbunden sind. Während Wasserstoffbrückenbindungen leicht aufgebrochen werden können, sind es die Disulfidbindungen nicht. Bei gekräuseltem Haar ist die Makrofibrille nicht symmetrisch, aber ich bin mir nicht sicher, wie dies oder welche anderen Effekte tatsächlich zum Einrollen führen.
Ich hatte zuvor angenommen, dass der Grund für das Einrollen der in einem ist asymmetrische Konfiguration des Haares (dh nicht zylindrisch, aber im Querschnitt ovaler), einige Restspannungen werden durch die Disulfidbindungen zwischen dem Keratin gebildet. Wenn dies wahr ist, würde es mich glauben lassen, dass es ein verstärktes Knicken der Protofibrillen verursachen würde Aber selbst bei glattem Haar und symmetrischeren Disulfidbindungen haben Sie bereits ein gewisses Kräuseln und Knicken der Protofibrillen, aber das Haar kräuselt sich nicht auf makroskopischer Ebene.
Als solches scheint es nicht so, als würde dieses Knicken aufgrund asymetrischer Disulfidbindungen notwendigerweise zu einer gekräuselten oder organisierten Struktur auf der Makroskala mit den Makrofibrillen führen. Dies lässt mich glauben, dass mir etwas fehlt.
Antwort
Schöne Frage. Ich muss sagen, ich habe viele Stunden gebraucht, um eine zufriedenstellende Antwort zu erhalten.
Haare bestehen aus Keratinmolekülen, die Cystein enthalten. Cystein hat eine Thiol (-SH) -Gruppe, durch die es eine Disulfid (-S-S-) -Bindung mit einem anderen Cystein eines anderen Keratins bilden kann, was zu einer Biegung der Haare führt. Sehen Sie dieses Bild von hier :
Das Locken von Haaren kann sowohl auf mikroskopischer als auch auf makroskopischer Ebene gerechtfertigt sein.
- Mikroskopische Ebene : Siehe diesen Beitrag von hier :
Lockiges Haar hat mit den chemischen Bindungen im Protein zu tun, aus dem das Haar besteht – $ \ alpha $ -Keratin. Keratine, insbesondere $ \ alpha $ -Keratin, haben lange Sequenzen von Aminosäuren (oft mehr als 300), die eine helikale Struktur bilden.
Paare dieser helikalen Strukturen wickeln sich dann in einer linken Coiled-Coil-Struktur umeinander. Diese werden dann von einer anderen gewickelten Spule angezogen, so dass zwei Keratinhelices zusammenkleben. Diese vierkettigen Strukturen verbinden sich dann mit einer anderen vierkettigen Struktur, um das Haarfilament zu bilden. Eine der Aminosäuren, aus denen diese Ketten bestehen, ist Cystein mit einer Schwefelgruppe, die Verbindungen mit anderen Schwefelgruppen auf anderen Spiralen herstellen kann.
Je mehr Wechselwirkungen ein Filament mit einem anderen Filament hat, Je enger die Spule gewickelt wird. Daher hat lockiges Haar mehr Wechselwirkungen als glattes Haar. Der Prozess des „Dauerwellen“ -Haars führt zu einer besseren Zugänglichkeit des Schwefels für die Aminosäure Cystein, um diese Verbindungen herzustellen. Finger- und Zehennägel haben viele, viele Bindungen zwischen Filamenten und sind daher sehr hart.
Sehen Sie beispielsweise, wie Haare über Dauerwellen künstlich gekräuselt werden.
Diese Änderung der Position der Bindungen führt zu einer Lockenbildung der Haare (siehe erneut) erstes Diagramm und beachten Sie die Ausrichtung der Disulfidbrücken). Diese vertikalen Stränge kräuseln sich nun aufgrund der Änderung dieser Bindungen. Hier wird die erforderliche mechanische Spannung zum Biegen künstlich bereitgestellt.
- Makroskopische Ebene : Die Form der Haare wird auch durch das Makroskop bestimmt ic Struktur.Schauen Sie sich diesen Artikel an:
Alle Haare, ob lockig oder gerade, hat zwei Hauptkomponenten: den Schaft und den Follikel. Die Wellen sind die sichtbaren, fließenden Stränge, die wir auf unseren Köpfen sehen. Der Follikel ist der Teil unseres Haares, der sich in der Haut oder Dermis unserer Kopfhaut befindet. Jede dieser Strukturen spielt eine Rolle bei der Bestimmung unserer gesamten Haarform.
Beginnen wir an der Wurzel des Problems (Wortspiel zu 100 Prozent beabsichtigt): dem Follikel. Es stellt sich heraus, dass die Form unserer Follikel eine wichtige Determinante für unsere Haartextur ist. Wenn Sie sich den Follikel von glattem Haar ansehen würden, würden Sie feststellen, dass er perfekt rund ist. Der Follikel des lockigen Haares nimmt eine ovale Form an. Je flacher das Oval ist, desto lockiger wird das Haar.
Ein weiterer Faktor, der zur Locke eines Haares beiträgt, ist die Art und Weise, wie der Follikel in die Kopfhaut tunnelt. Follikel aus glattem Haar tunneln vertikal von der Hautoberfläche in die Dermis. Wenn sich der Follikel in die Dermis neigt, krümmt sich das Haar beim Wachsen und kräuselt sich. Obwohl diese Krümmung des Follikels zu wunderschönen Locken führen kann, verursacht sie einen großen Nachteil, den alle Personen mit lockigen Haaren bezeugen können: Trockenheit. Innerhalb der Dermis säumen spezielle Drüsen den Follikel, um Öl, Talg genannt, abzuscheiden und das Haar zu schmieren. Wenn Follikel sich krümmen, kann Talg leider nicht die gesamte Haarlänge zurücklegen, was zu Trockenheit des nicht geschmierten Haares führt.
Obwohl wahrscheinlich nicht bekannt ist, wie die Form des Follikels die Struktur der Haarsträhne bestimmt, ist der Hauptfaktor wahrscheinlich, wie Haare aus der Kopfhaut austreten. Wenn es in einer gebogenen Form austritt, wird es von der Kopfhaut stark gespannt, was dazu führt, dass es sich in Form des Follikels biegt, um Locken zu bilden. Da gerade austretende Strähnen solchen Kräften nicht ausgesetzt sind, führen sie nicht zu gekräuselten Haaren.
Auf diese Weise sind Haarlocken eine Folge einer großen Anzahl von Disulfidbrücken zwischen Keratinmolekülen und wie das Haar entsteht von der Kopfhaut.
Kommentare
- Ja, dies ist eine ausgezeichnete Zusammenfassung dessen, was ich im Internet gelesen habe Es wird jedoch die Wurzel der Frage nicht vollständig angesprochen: Warum genau funktioniert die Disulfidbindung? Wir haben zwei offensichtliche Faktoren für das Einrollen: 1) hohe Verdrehung im Alpha-Keratin und 2) Asymmetrie im Querschnitt. Es scheint, als ob 1) der Elastizitätsmodul des Haares geändert werden kann, wodurch es anfälliger für Biegungen wird, während 2) der Querschnitt geändert wird und (vorausgesetzt, die Querschnittsfläche ist ungefähr gleich) das Haar anfälliger für Locken macht / li>
- Die Grundursache wird jedoch immer noch nicht behoben. Es gibt eine Ursache , die zum tatsächlichen Einrollen führt. Die beiden Faktoren Die zuvor erwähnten ' verursachen keine direkten Kräuselungen. Es muss eine Restspannung auftreten, die während des Haarwuchses auftritt. In meinen Augen kann diese Restspannung auf verschiedene Arten auftreten, aber höchstwahrscheinlich aufgrund einer Änderung der Oberflächenchemie, wenn das Haar in die Atmosphäre wächst. Diese Änderung der Oberflächenchemie führt wahrscheinlich zu einer Änderung der mechanischen Eigenschaften, was wiederum eine mechanische Beanspruchung hervorruft und zu Kräuselungen führt.
- @ user2341 Es scheint, dass ich die Wurzel des Problems immer noch nicht gefunden habe. Entschuldigung, aber können Sie bitte erklären, was ich hier nicht beantwortet habe?
- Wie in meinem vorherigen Kommentar gibt es keine Informationen bezüglich der Ursache des Eisstockschießens. Ich habe in meinem vorherigen Kommentar über die Ursachen spekuliert, bin mir aber ' nicht sicher, ob es tatsächlich Beweise für die Ursache oder den Grund für Haare gibt Locken.
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