毛发的基本构造

第一章毛发的科学毛发的基本构造毛发犹如紫菜饭卷那样里外由三层组成毛发的构造如“紫菜饭卷”那样，从外到内由“毛表皮”（毛鳞片）、“毛皮质”和“毛髓质”三个部分组成。首先，最外层的紫菜—“毛表皮”，象鱼鳞那样硬质透明，由发根向发稍延伸，如同笋壳般由若干枚（4～8枚程度）包围叠在一起。毛表皮能防止梳子梳理时等外来的刺激，保护毛发内部。健康的毛表皮有防水功能，可阻碍水或药剂（烫发剂和染发剂等）对毛发内部的渗透，所以毛发原本是呈难以损伤的构造。但是毛发若过度烫发或反复染发，即使能保护毛发内部、有铠甲作用的毛表皮也会变得容易剥离，且在此状态下毛发再强行受力（梳理等），毛表皮则会发生错乱。这种情况持续发生，使毛发内部的毛皮质外露，引起毛发干燥无光泽，最终毛发受损。其次，“毛皮质”相当于紫菜饭卷中米饭，为毛发中最多的部分。毛发成纵向开裂的性质，正是毛皮质的构造呈纵向结构之故。毛皮质中含有决定着毛发颜色的黑色素，染发后发色发生变化，是毛皮质受到了药剂的作用所致。烫发可使毛发改变形状（曲发或直发），也正是烫发剂对毛皮质起了作用，发挥了效果。与毛表皮不同，毛皮质有亲水性，过度的烫发或反复的染发处理等均会对作为毛皮质的构造物—蛋白质造成破坏，引起变性和流失，导致水分保持能力下降，形成毛发干燥。起到染烫作用的部位--毛皮质的蛋白质流失得越多，毫无疑问体现药剂的效果和持续所受到的影响也就越大。最后，相当于紫菜饭卷的芯--“毛髓质”，即指毛发的中心部分。毛髓质并非必须存在，在细小或新生的毛发中也有无毛髓质的现象存在。毛髓质呈空洞状且有优良的保温性，因此被认为有保持体温功能。事实上，在其他的动物中有毛髓质极大但有优良的保持体温效果的例子。通常认为毛髓质较大相对较容易烫发，并且认为毛髓质的大小，与毛发的光泽度有着较深的关联。毛发的三层构造（印象图）健康毛发（20岁女性）健康毛发，毛鳞片互相牢固包叠，内部的毛皮质占有极大的部分。〈资料〉毛发的细微构造（印象图）倍率100倍1000倍用最新科学阐明毛发内部的“超微观”世界1万倍10万倍100万倍毛发由那些成分组成毛发80%约由角朊蛋白质组成构成人体的成分，水约占70%，蛋白质约15%，核酸（遗传因子）约7%，碳水化合物约3%，类脂质蛋白质约2%，其余为微量元素。人体的主要成分为蛋白质，构成蛋白质的成分为氨基酸。生物体的蛋白质，通常一部分要被分解并置换成新的蛋白质（新陈代谢）。蛋白质的寿命周期，短的为几分钟，长的有十几天。这就是我们为什么每天必须摄取一定量的蛋白质或氨基酸。平衡性良好的餐饮，可维持健康的身体。毛发也不例外，毛母细胞从血液中摄取氨基酸以及帮助毛发生长的矿物质，形成生成毛发的角朊蛋白。毛母细胞的细胞分裂，也是身体中活动最为活泼的地方。人的毛发每天约生长0.4毫米。一个人约有10万根毛发，若以85%的毛母细胞为成长活动期，毛发一日可生长34米（如以生长出的毛发连接成1根而言）。即人的毛母细胞每日可生长出直径与发丝相同，长度为34米的角朊蛋白质。毛发成分中80～90%为角朊蛋白，10～15%为水，1～9%为脂质，黑色素在3%以下，其他的是微量元素。构成毛发的主要成分角朊蛋白质，约由18种氨基酸组成，其中含有量较多(14～18%）的是叫胱氨酸的氨基酸。因此，与其他蛋白质比有难以腐败和耐化学药品的性质，物理上有较强的强度和弹性。其次较多的是水分。通常在空气中毛发中约含有10～15%的水分。洗发后会提高到30～35%。即使经吹风机干燥后毛发中仍保持着10%左右的水分。如毛发受损，毛发的保湿能力变弱，含水量下降，会呈现出受损状态。毛发对湿度变化非常敏感，随着湿度变化毛发中的含水量也随之变化。含水量过多，使毛发失去弹性。反之，变得干枯，给光泽带来较大影响。毛发中的脂质，分存于毛发内部的皮脂中和从头皮脂腺处分泌出来（一部分附着在毛发表面，一部分渗透至毛发内部）的皮脂中。它们的组成部分几乎相同，均起着防止干燥、保护毛发的作用。黑色素是决定毛发颜色的成分。存在于毛母细胞中的色素细胞内，以氨基酸之一的酪氨酸作为原料，使其氧化聚合成黑色素后被角朊蛋白吸收。毛发中约含有0.5～0.9%的微量元素。除了铁、铜、钙、锰等金属外，还含有磷、硅非金属等30多种无机成分。这些微量元素也许是污垢、灰尘、美发用品等外部附着物，或来自体内的积蓄、或是毛母细胞在分裂增值中作为不可缺的成分而必然存在。但毛发被认为有将有害金属排除排出体外的功能，通过测定毛发中的微量元素，可察觉身体的物质代谢变化，得知健康状态。毛发内部的三个连接键“二硫键”、“离子键”、“氢键”的三个侧向连接键支撑着毛发人体的主要构成成分为蛋白质。对生物体特别是动物体的构成及机能而言，是不可缺的重要物质，和脂肪、碳水化合物同为三大要素之一。蛋白质是由20种氨基酸组成的高分子聚合物。蛋白质的种类较多，现已判明其存在的，有构成肌肉或内脏等的“细胞主体”、生物体内物质的分解合成、和进行能量生成的“酵素类”、调整生理的“激素”、输送免疫抗体和氧气的红血球（血红蛋白）、维持生物体构造的细胞膜以及骨胶原等。构成毛发的主要成分角朊蛋白，约有18种氨基酸组成。角朊蛋白质的特性是含有较多（在其它蛋白质中几乎不存在的）被称为“胱氨酸”的氨基酸。通常，将连接的分子量在100以上1万以下的称之为多肽（ppt），分子量在1万以上至数百万的高分子聚合物称之为蛋白质。角朊蛋白质以多肽为主链呈螺旋状构造。无数的多肽链聚集后形成角朊蛋白质，然后再构成1根毛发。相邻的多肽链之间，侧向的同类键之间还进行侧向连接，将角朊蛋白的分子固定，并使其拥有较佳的强度、弹力等各种特性。我们把此连接称之为“侧键连接”。在侧向的连接键中，主要的有“二硫键”、“离子键”和“氢键”等。以下就三个主要键进行说明。①二硫键（胱氨酸键）二硫键在含硫蛋白质中较为特别，在其他天然纤维（绢、木棉等）和合成纤维中不存在的侧向连接、成角朊蛋白特征的主要连接键。二硫键的连接虽有顽强的机械性，但化学反应能将其切断分开，不过仍可再度连接。烫发剂（直发膏）就是利用其化学性质而达到目的的。②离子键与相邻的多肽链之间，同类氨基（正电）和羟基（负电）进行电子（离子）连接的键。毛发的离子键在pH值4.5～5.5的范围（也称等电点）内，键连接力为最强。角朊蛋白也呈最稳定、牢固的状态。因酸碱pH等电点的不同，越偏酸或越偏碱，均能使离子键的连接力趋弱。③氢键该键的连接，用水可简单地把它切断分开。干燥（除去水分）后即可自行再连接。虽氢连接键的数量相对较多，但其连接力较弱，吹风定型以及因睡觉而造成发型的变形，均因氢键的连接力所致。角朊蛋白质和胶原蛋白质黑色素与发色之关系“优黑色素”和“次色黑色素”两者的多少与大小决定着发色发色因人种不同有黑、棕、红、铜、等色。但并非毛发内部含有各种颜色，其色差是由黑色素不同而决定的。通常，按毛发中黑色素量的多少，发色依次呈黑→棕→红→铜→白色。即使黑色素的数量相等，但因色素的大小而发色也会有所变化。色素较大的趋黑，较小的偏红或铜色。由此，色素较多又大，在吸收阳光后呈现黑色。反之，若色素少且偏小，将阳光反射后只见白色。再进一步更详细观察的话，可将黑色素分为黑褐色系的“优黑色素”和黄红色系的“次黑色素”两种色素。实际呈现的发色，正是由这两种色素的多少和大小来决定的。亚洲人的毛发含有大量的优黑色素，同时含也有少量的次黑色素。其特点为黑色中带有黄～红色。欧美人的毛发中几乎不带优黑色素且含有大量的次黑色素，故呈现出黄红色。优黑色素有容易被过氧化氢（双氧水）等氧化剂分解，次黑色素有不容易被氧化剂分解的特性。因此，亚洲人的毛发即使经反复漂浅，仍残留有亚麻色，正是毛发中残留有氧化剂难以分解的次黑色素之故。作为黑色素的来源“色素细胞”，存在于皮下的毛囊内，向毛发提供黑色素。色素与蛋白质结合后，形成“米粒”状颗粒的黑素体，成为黑色素。它存在于毛发内的毛皮质中，特别是在毛表皮附近呈“甜麦圈”状分布。形成毛发自体的“毛母细胞”，和生成黑色素的“色素细胞”的两个细胞均存在于毛囊中。一般认为随着年龄增长毛母细胞的机能仍很活跃，但色素细胞却逐渐衰弱，难以生成黑色素而慢慢增多白发。形成白发，是因某种原因色素细胞无法将色素颗粒输送至角朊蛋白质中之故,属于人体的老化现象之一。但20岁之前已有10%左右的白发，就有异常的可能。白发的生成有很大的个体差别，亚洲人开始生成白发的平均年龄在35岁左右，毛发一半呈白发的约在55岁左右，并受遗传影响，如父辈少白头则其子辈也多少白头。另外，因营养障碍（维生素A和铁的不足）和受刺激反应（长期精神紧张），也会容易形成白发。毛发非病之因不会突然停止生长，只是逐渐变细、变稀。白发的形成也是同样，随着年龄增加而增加是常识。色素细胞黑色素的量和毛发的颜色毛发内部的连接键（印象图）毛发与皮肤之关系毛发的主要成分为角朊蛋白质，皮肤的主要成分为胶原蛋白质毛发为皮肤器官之一，由毛囊制造。死亡后的细胞聚集在皮肤上，作为毛干而呈现。毛发和皮肤，均有各种各样的氨基酸聚合成蛋白质后形成。如前所述，毛发以称之为角朊蛋白（由18种氨基酸组成）的蛋白质为主要成分（80～90%）。角朊蛋白质由多数氨基酸以锁状连接成多肽链，呈螺旋状缠绕成纤维构造。角朊蛋白质中含有大量的、并在其他蛋白质中几乎不存在的、且带有离子被称之为胱氨酸的氨基酸。除毛发外，动物的蹄、羽毛、爪子、皮肤表面（角质层）等均由角朊蛋白质组成。角朊蛋白质因胱氨酸构成(二硫键连接)的多肽链之间，同类网状的牢固连接，故持有不溶于水和弹性的性质。因氨基酸持有酸和盐基（碱）两方性质，所以此酸和碱有相等的时候。将此时的酸碱度称之为“等电点”。毛发的等电pH值在4.5～5.5的弱酸性。此时毛发内部的连接最为稳定（牢固状态）。pH值越偏离等电点，毛发越不稳定，越处于易损状态。皮肤从外侧起有“表皮”、“真皮”和“皮下组织”三层，在那里存在着各种各样的器官。头皮与其他部位的皮肤比，其特征是有较多的毛囊和皮脂腺。皮脂腺分泌皮脂，由发根经发干传递至发梢，滋润毛发。另外，皮脂在皮肤上与汗混合形成皮脂膜，有防止污染和杂菌繁殖，维持皮肤湿润的作用。所谓皮肤的pH，正确的是指皮脂膜的pH，健康的皮肤应呈弱酸性。皮肤有自然将碱中和的能力，虽因染、烫发后皮肤趋碱性，但经时间的推移会恢复至原本的正常状态。但为了维护健康的皮肤，让皮肤保持弱酸性的状态是很重要的。构成生体的蛋白质中，胶原蛋白只占30%。胶原蛋白的总量约40%存在于皮肤，约20%存在于硬骨和软骨中。胶原蛋白质填充于细胞和细胞之间，起着支撑组织、调节生物体钙代谢的重要作用。在皮肤的真皮部分，呈网状分布着胶原蛋白质，使皮肤有拉力和弹性。与角朊蛋白质同样，胶原蛋白质中的氨基酸以锁状连接成多肽链，呈螺旋状缠绕成纤维构造。但是因胶原蛋白质的氨基酸组成不同，在多肽链中含有大量亲水性氨基酸，具有优良的保湿性能。多肽（ppt）是胶原蛋白质或角朊蛋白质经分解后的微小物，比构成蛋白质的氨基酸单体分子量要大的多。故有容易形成保护皮膜，或具有原料（水解角朊蛋白：常规的弹性、硬度作用，水解胶原蛋白：常规的保湿作用）的性质，作为化妆品的原料被广泛采用。皮脂的传送和作用发质与毛发受损之关系毛鳞片状态决定着发质和受损程度毛发的形状大致可分“直发”、“曲发”和“卷发”。亚洲人多为直发，毛发的断面呈圆型。曲发在欧洲人中较多见，毛发的断面为椭圆型，呈宽大波浪的曲发。黑人多为卷发，毛发断面极其扁平，并收缩成小圈的卷发。另外，发质大致可分“健康发质”、“干性发质”、“油性发质”、“受损发质”。也有进一步实用地将其区别为“粗硬发质”、“细柔发质”、“亲水性发质”和“泼水性发质”或“倔犟性发质”等。毛发虽被如此分类，但发质和受损程度却是由毛鳞片的状态而决定的。虽然亚洲人毛发较欧洲人粗，看似较牢固。但对来自染烫发剂等化学作用、或对梳子梳理等物理刺激的抵抗力，欧洲人的毛发相比较强。其原因是欧洲人毛发的毛鳞片较厚密，对药剂渗透和物理刺激更有抵抗力。可以说，欧洲人的毛发比亚洲人的毛发更不容易受损。其次，毛发的形状也会给毛鳞片带来影响。特别