Строение волос человека. Волосы: строение и функции

Волосы – это природное украшение любого человека. Иметь красивые, ухоженные, блестящие волосы не откажется никто. Средства ухода за волосами – огромный сегмент косметического рынка, и именно этот сегмент рынка особенно важен для российского производителя косметики. Чтобы создавать средства для волос, которые будут востребованы потребителями, недостаточно хорошо разбираться в химии. Полезно иметь представление о том, что же такое волосы с точки зрения биологии, как они устроены и как живут. Именно этим вопросам и посвящена настоящая статья.

Основа волоса

Природа устроена так, что после стрижки волосы в любом случае отрастают. Но у кого-то этот процесс происходит стремительно, а у кого-то чуть медленнее. Это зависит от того, в каком состоянии они находятся.

Выясним, из чего состоит волос человека и каковы причины повреждений. Частой причиной повреждения могут быть естественные природные явления и неправильный уход. Восстановление во многих случаях происходит естественно, путем отрастания новых прядей, но немаловажным будет и применение специальных косметических процедур для оздоровления.

Что отвечает за цвет волос?

В коже у каждого человека есть особые клетки меланоциты, которые выполняют защитную функцию. Для защиты от УФ-лучей они вырабатывают меланин. Это пигмент, который окрашивает кожу, волосы и радужную оболочку глаз. Чем больше пигмента, тем цвет насыщеннее и темнее.

Количество выработанного пигмента зависит от того, как дружно взаимодействуют щитовидная железа, гипофиз и половые железы, в каком они состоянии. Также, на работу меланоцитов большое влияние оказывают наследственные факторы.

Пример этому — альбинизм. Это наследственное генетическое заболевание, при котором меланоциты не вырабатывают пигмент. У альбиносов волосы белые, кожа белая или розоватая, глаза имеют красноватый оттенок. Иногда встречается частичный альбинизм. В этом случае цвета лишена только радужная оболочка глаз или прядь волос.

Строение волоса

Прежде чем вы попытаетесь применить такие процедуры, как покраска, завивка, начес, вам необходимо узнать, из чего состоит волос человека на голове.

Волос имеет строение, подобное дереву, то есть это ствол, в нашем случае стержень, и корень. Корень расположен под кожей, другими словами, под слоем дермы, и заканчивается в волосяной луковице, а стержень соответственно расположен на поверхности кожи. В волосяном мешочке находится луковица волоса – имеет название фолликула, там же содержатся сальные железы. Они отвечают за блеск и эластичность. В случае с малым выделением секрета из сальных желез, волос теряет свою жизненную силу и выглядит тускло. Также не приветствуется сильное выделение секрета, в этом случае волосы быстро становятся грязными и жирными.

Мы все чувствуем прикасание к волосам, вырванный волос подает сигнал в мозг о боли, и даже в момент страха либо холода волосы встают дыбом. За все эти функции отвечают нервные окончания, расположенные в корне волосяной луковицы.

Как не поседеть слишком рано

Если хочется надолго сохранить цвет волос, то в первую очередь необходимо пересмотреть образ жизни. Надо отказаться от вредных привычек, установить режим дня, избегать стрессовых ситуаций. Это нормализует обмен веществ, что важно для деятельности всего организма.

Важный момент — правильное питание. В рацион должны быть включены продукты, содержащие тирозин и триптофан, витамины C, E, A, B10, микроэлементы магний и медь. Это мясо и морепродукты, печень, бобовые, орехи, финики и бананы, цитрусы, морковь и капуста, яйца, какао, тыква и семечки.

Лишний вес надо сбрасывать постепенно, исключив из меню продукты быстрого приготовления, солёные и копчёные, жирные и мучные.

Важно защищать волосяной покров в непогоду. Жара или холод — это стресс для волосяных луковиц. Молодые люди часто пренебрегают головными уборами, что может привести не только к раннему поседению шевелюры, но и к облысению.

В косметической клинике могут предложить процедуры, останавливающие поседение: мезотерапия, массаж головы.

Для ухода за волосами подходят шампуни или бальзамы, содержащие меланин или активатор его синтеза.

Проконсультировавшись с врачом, можно применять лекарственные средства, усиливающие синтез меланина.

Волос человека: химический состав

Белка кератина содержится в волосе 79 %.

Воды — 15%.

Липидов — 6%.

Исходя из того, что волос в основном состоит из кератина, а, как известно, кератин является белком, состоит из аминокислот, обогащен микроэлементами и витаминами, его соединением являются цепочки из поперечных мостиков аминокислотных осадков. Благодаря им волос становится плотным, эластичным и упругим. Помимо всего перечисленного, локоны волос содержат от 4 % жирных веществ, таких как холестерин. Меланин содержится в каждом организме в разных соотношениях и отвечает за пигментацию. Окрас волос зависит от химического состава. Чем темнее волос, тем больше в нем углерода и меньше кислорода, в светлых локонах все наоборот.

Состоит кутикула из пластинок небольшой толщины, и они заходят одна за другую. Плотно облегает кору головного мозга для обеспечения защиты. Молодой волос имеет приблизительно около 10 слоев, но они постепенно уменьшаются из-за износа. Верхний слой кутикулы покрыт липидным слоем. В него включены не только жирные кислоты, но и эфиры воска. Он очень чувствителен к солнечным лучам, и частое и долговременное нахождение под палящими лучами солнца приведет к его разрушению.

Во время того как мы мочим волосы, чешуйки кутикулы от намокания приподнимаются, и во избежание повреждений не рекомендуется расчесывание мокрых волос. В случае когда необходимо расчесать их, нужно использовать кондиционеры, масла или гели, которые склеят чешуйки и сохранят их от повреждений.

Волосы являются отражением того, что мы едим, помните об этом, когда вам хочется чего-то не очень полезного. Помимо этого, на локоны действует и окружающая среда. Теперь мы знаем, из каких элементов состоит волос, это упростит нам уход и заботу о них.

Волосяной фолликул – «фабрика» по производству волос

Итак, волос «зарождается» в фолликуле (рис.2). Рост нового волоса начинается от волосяного (дермального) сосочка – соединительнотканного образования, находящегося в основании фолликула (волосяной луковицы). Волосяной сосочек содержит в себе кровеносные сосуды, снабжающие клетки луковицы кислородом и питательными веществами, необходимыми для размножения клеток и роста волос. Если гибнет сосочек – погибает и волос. Клетки фолликула делятся и размножаются в зоне, прилегающий непосредственно к волосяному сосочку. По мере продвижения к поверхности кожи головы фолликулярные кератиноциты постепенно теряют свои ядра, уплощаются и ороговевают, заполняясь твердым кератином. Среди клеток волосяной луковицы представлены и меланоциты, которые обуславливают интенсивность цвета волос. Чем больше меланоцитов – тем темнее волос. С возрастом активность меланоцитов падает, в результате чего волосы седеют. Оттенок волос определяется генетическими факторами и зависит от соотношения содержания двух основных пигментов: эумеланина и феомеланина (рыжие волосы). Таким образом, цвет волос зависит от комбинации двух факторов: соотношения пигментов и количества синтезирующих пигмент клеток.

Рисунок 2. Строение корня волоса

Каждый фолликул является независимым образованием со своим собственным жизненным циклом (рис.3). Жизненный цикл волоса состоит из трех стадий, его продолжительность колеблется от 2 до 5 лет. Каждый волосяной фолликул генетически запрограммирован на производство примерно 25–27 волос.

Рисунок 3. Жизненный цикл волос

Первая фаза жизненного цикла волос –анаген, когда фолликул производит тонкое волосяное волокно, которое постепенно растет и становится толстым и пигментированным. Анаген продолжается от двух до пяти лет. Следующая фаза – катаген – фаза покоя. Деление клеток фолликула замедляется и прекращается, волосяной фолликул «впадает в спячку». Волосяная луковица постепенно отсоединяется от волосяного сосочка. Эта фаза длится очень недолго – от одной недели до трех недель. И последняя фаза, завершающая жизненный путь волоса – телоген. В период телогена новый волос начинает расти, а старый выпадает. Обновление клеток прекращается приблизительно на 3 месяца (время, за которое восстанавливается связь между вновь синтезированной волосяной луковицей и волосяным сосочком, и новый волос входит в фазу анагена). Полностью отделившаяся от дермального сосочка телогеновая луковица приобретает вытянутую форму и начинает двигаться к поверхности кожного покрова волосистой части головы.

Каждый волос живет по своему «индивидуальному графику», потому разные волосы в одно и то же время находятся на разных стадиях своего жизненного цикла: 85% волос находятся в фазе анагена, 1% в фазе катагена и 14% – в стадии телогена. Когда соотношение между волосами, находящимися в фазах анагена и телогена, нарушается и в стадии выпадения оказываются более 14–15% волос, можно говорить о развитии облысения или алопеции. В норме в день мы теряем в среднем 70–80 волос в день.

Принцип роста волос

Рост волос у каждого человека индивидуальный и протекает в циклической форме. Один цикл длится несколько лет, после чего следует отдых длительностью три месяца. В этот период старые фолликулы волоса отмирают, это приводит к его выпадению, но на этом месте вырастают новые молодые.

Из чего состоит волос на голове и какие основные фазы наблюдаются при выпадении:

1. Анагеновая – является самой активной из всех. В данной фазе происходит формирование и строение волоса.
2. Катагеновая – является переходной фазой. Другими словами происходит отмирание волоса, и длится до трех месяцев.
3. Телогеновая – заключительная фаза и спокойная. На этой стадии старый волос выпадает, освобождая путь новому. Бывают случаи, что на этой стадии локоны старые выпадают, а новые не могут пробиться, так как может присутствовать заболевание кожного покрова, что приводит к потере луковицы.

Общая характеристика и функции

Строго говоря, волосы не являются самостоятельным органом, они представляют собой видоизмененный придаток кожного покрова, к этой категории относятся также ногти.

У человека различают три типа волос:

• пушковые — на теле, руках, ногах;
• щетина — ресницы, брови, внутрення поверхность ноздрей, ушной раковины;
• длинные — голова, лобок, подмышечная область.

Различаются они по строению. Так, например для пушковых волос характерно отсутствие мозгового стержня, а щетинистые имеют более толстую кутикулу.

Волосы покрывают всё тело за исключением ладоней и ступней. Формирование фолликула — волосяного мешочка происходит внутриутробно на 12 неделе беременности, на других этапах человеческой жизни они уже не появляются заново. Известно также, что к 28 неделе развития плод полностью покрыт пушковым волосом, который носит название лануго.

К моменту нормальных физиологических родов большая часть лануго выпадает, а младенец появляется на свет с остаточными первородными волосами, которые к 6-8 месяцам сменяются на более зрелые. Детские локоны мягкие по составу и уязвимые к внешним факторам. К моменту полового созревания их структура изменяется, они становятся жёстче, приобретают устойчивый цвет, смазываются обильно кожным салом.

Количество фолликулов — сугубо индивидуальный параметр, который зависит от генетики, также как цвет и кудрявость. В современном мире, изучив структуру волос под микроскопом, учёные нашли ответы об их составе и роли для организма.

Основная функция, которую выполняют волосы — защитная:

• на голове они нужны для смягчения удара, снижении риска сотрясения головного мозга;
• волоски в носу расположены таким образом, что попадающие респираторные бактерии и вирусы задерживаются на них и затем вместе с назальным секретом выводятся наружу;
• ресницы защищают роговицу глаза от повреждений и грязи;
• брови препятствуют попаданию пота в глаза;
• на теле они не дают проникнуть микробам в кожу.

Ещё одна важная функция — теплорегуляция. Внутри волоса есть воздушные полости, которые обладают хорошей теплопроводностью. При повышении температуры окружающей среды, они впитывают избыток влаги, испаряющейся с поверхности тела и предотвращают перегрев.

Интересный факт: волосы накапливают в себе вредные вещества, которые попадают в организм. По ним можно определить принимал ли человек наркотики, а также содержание солей тяжёлых металлов — мышьяка, ртути и др.

Некоторые факты процесса «рост волос»

1. Никто не может определить точное количество волос на голове человека. Истории человечества известно только то, что за один цикл смены растет приблизительно около ста тысяч.
2. Волосы у взрослого и ребенка различны по плотности. Чем взрослее человек, тем плотнее они у него. Можно посмотреть на рисунке волосы взрослого человека и ребенка, и определить плотность невооруженным взглядом.
3. Один волос может отрасти до метра в длину, далее наступает стадия отдыха, которая может продлиться до трех месяцев, позже появляются новые фолликулы.
4. За раз может находиться в стадии роста около 90% волос человека, а оставшиеся 10% — в стадии отдыха.

Строение волоса и разновидность

Стоит отметить, что строение и разновидность связаны между собой. Прежде чем разбирать, из чего состоит волос по отношению к разновидности, следует разобрать, какие выделяют основные виды:

1. Пушковые волосы.
2. Длинные.
3. Щетинистые.

Классифицируются по уровню жирности:

1. Жирные волосы – им свойственна активность сальных желез. Выявлен жирный блеск на коже головы, приравнены к быстрому загрязнению и имеют за короткий промежуток времени неопрятный вид.
2. Сухие – им свойственна низкая активность сальных желез. Выявлена сухость на коже головы, быстро ломаются кончики и сам стержень волоса.
3. Нормальные волосы – выглядят здоровыми, имеют мягкий стержень, упругие. Состояние кожи в норме.

Переходный тип волос, по форме напоминает:

1. Прямые.
2. Волнистые.
3. Курчавые.

Строение каждого из них практически не отличается, основное различие — это свойство фолликула. Вы знаете, из чего состоит волос, а значит, и должны знать, что мы не в силах изменить его корневое строение, полное строение и, конечно же, кожу головы человека. Все эти вышеуказанные характерные свойства заложены в каждом генетически, поэтому внешнее влияние бессильно. Единственное, что можно исправить при правильном уходе — это уровень жирности кожи головы и локонов, также сократится выпадение волос и исчезновение фолликул.

Функции кожи головы

1. Защитная. Кожный жир защищает организм от попадания в него вредоносных микроорганизмов. Эпидермис препятствует механическим повреждениям.

2. Иммунная. Т-лимфоциты выявляют эндогенные и экзогенные антигены. Клетки Ларгенганса транспортируют чужеродные тела в лимфатические узлы, в которых они нейтрализуются.

3. Рецепторная. Способность кожи воспринимать и распознавать тактильные и температурные раздражители.

4. Обменная. Кожа дышит, а также вырабатывает через сальные и потовые железы секреты, создающие на ее поверхности тонкую пленку.

5. Терморегулирующая. Во время повышения температуры вовне сосуды кожи расширяются, что повышает теплоотдачу. Значительное снижение температуры вынуждает замедлять кровоток и тем самым уменьшать испарение.

После изучения строения и функций кожи головы становится понятно, что для нормального роста волос нужно иметь также здоровое основание, удерживающее их. Его питание можно осуществлять двумя способами: внутренним и наружным. Учитывая, что внешний слой кожи состоит в основном из отмерших клеток, которым уже не нужна еда, актуальным становится снабжение его изнутри витаминами и минералами. Для этого нужно правильно питаться, а при необходимости дополнительно принимать натуральные витаминные комплексы.

Из чего состоит волос

Та часть волоса на голове человека, которая расположена по верхней части кожи, называется стержнем, а которая скрыта под кожей — корнем. В конце корня есть расширение, это ворсистая луковица, где и происходит основной процесс роста волос человека. Питание обеспечивает фолликул.

Стержень имеет строение из трех слоев. Первый слой – сердцевина волоса, в ней расположены ороговевшие клетки. Второй слой — корковое вещество, отвечает за цвет волосяного покрытия. И третий слой — кутикула, она состоит из ороговевших клеток, которые наложены одна на другую.

Подкожная структура

К волосяному фолликулу примыкают и другие структуры: сальная железа (2-3), потовая железа и мышца, поднимающая волос (благодаря которой и существует выражение «волосы дыбом встали»). Кроме того, волосяной фолликул хорошо снабжен сосудами. У мужчин, предрасположенных к облысению, сосудистый аппарат волосяного фолликула обладает повышенной чувствительностью к гормонам (андрогенам): дигидротестостерону и ферменту 5-альфа-редуктазе, который превращает тестостерон в дигидротестостерон. В период полового созревания, когда количество андрогенов в крови повышено, сосуды фолликула стойко спазмируются, питание волосяного фолликула нарушается, и, как результат, возникает облысение (еще Гиппократ говорил, что евнухи не лысеют). Важно отметить, что такой повышенной чувствительностью к андрогенам обладают только волосы определенных зон головы, но никак не все волосы на теле человека. Еще одна иллюстрация строения кожи:

Из чего состоят волосы и ногти

Ноготь состоит из ногтевой пластины, основой которой является кератин. Другими словами, это белок, который присутствует и в коже, и из него уже образуются волосы. В ногтях и волосах плотность кератина основана на присутствии большого количества серы. Количество серы в организме может разниться не только из-за ее присутствия, но и предаться по наследственной линии. Благодаря этому у многих людей ногтевая пластина более плотная и ногти от этого становятся прочными.

Блеск и эластичность ногтевой пластине придает прослойка жира и воды. Ноготь имеет свойство, как и волосы, впитывать воду, тем самым увеличивает толщину ногтевой пластины. Поэтому при частом контакте с водой волосы становятся толще и мягче. Здоровье ногтю придает содержание в нем микроэлементов, таких как хром, фосфор, цинк. Помните о том, что при диетах замедляется рост ногтей и при всем при этом нарушается кровообращение и обмен веществ.

Аминокислоты

Аминокислоты являются строительным материалом для роста здоровых волос. Незаменимые аминокислоты и другие питательные вещества, необходимые для роста волос, поступают в наш организм с пищей. Они разносятся по всему телу кровотоком и по капиллярам достигают волосяного сосочка. Вот почему долгий путь к здоровым волосам и здоровой коже лежит через соблюдение правильного сбалансированного режима питания.

Большое количество аминокислот, соединяясь между собой, образуют полипептидную цепь. Волосяной стержень по своему строению подобен канату или трехжильному электрическому кабелю. Полипептидные цепи переплетаются между собой, образуя нити. Эти нити, в свою очередь, навиваясь друг на друга, создают суперспирализованную структуру: объединяясь по несколько штук, они формируют сначала протофибриллы волоса, затем — микрофибриллы и, наконец, самые крупные волокна — макрофибриллы. Обвиваясь друг вокруг друга, макрофибриллы формируют основные волокна коркового слоя.