W nowym badaniu naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego sprawdzają, dlaczego włosy są tak bardzo silne i odporne na złamanie. Odkrycie to może przyczynić się do opracowania nowych materiałów do kamizelek kuloodpornych oraz pomóc producentom tworzyć lepsze produkty kosmetyczne do pielęgnacji włosów.
Wytrzymałość włosów w stosunku do ich ciężaru porównywalna jest do stali. Włos może być rozciągnięty do półtorej długości początkowej przed rozerwaniem. Naukowcy postanowili przyjrzeć się temu niezwykłemu mechanizmowi.
„Natura tworzy szereg ciekawych materiałów w bardzo pomysłowy sposób, chcemy odkryć korelację pomiędzy strukturą i właściwościami materiałów biologicznych w celu opracowania materiałów syntetycznych i wzorów. Natura sama podsuwa nam najlepsze pomysły do rozwiązań.”, powiedział Marc Meyers, profesor inżynierii mechanicznej na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego Jacobs School of Engineering i zarazem główny autor badania.
W badaniu opublikowanym w grudniu w czasopiśmie Inżynierii Materiałowej C, naukowcy zbadali na poziomie nanoskali, jak nić włosa ludzkiego zachowuje się, gdy jest on zdeformowany lub rozciągnięty. Zespół odkrył, że włosy zachowują się różnie w zależności od tego, jak szybko czy wolno są rozciągane. Im z większą prędkością działamy na włosa, tym silniejszy jest efekt . „Podobnie jest z miodem, substancją o dużej lepkości. Jeśli go chcemy szybko zdeformować jest sztywny, ale jeśli odkształcamy go powoli, łatwo się przelewa.", dodaje autor badania.
Struktura włosa składa się z dwóch części - z kory, która zbudowana jest z równoległych włókien oraz z matrycy, mającej amorficzną (losowo) strukturę. Matryca podatna jest na użycie prędkości, przez co włos zostaje odkształcony, natomiast kora nie reaguje na rozciąganie. Połączenie tych dwóch składowych wyjaśnionia, co daje włosom dużą odporność na naprężenia i odkształcenia.
W miarę rozciągania włosów ich struktura się zmienia w określony sposób. W nanoskali, włókienka kory składają się z tysięcy zwiniętych spiralnie łańcuchów zwanych łańcuchami alfa helisy. Gdy włosy są zdeformowane, łańcuchy alfa helisy zostają rozwinięte i pofałdowana struktura zamienia się w harmonijkę beta. Ta przemiana strukturalna pozwala włosom przyjąć dużą ilość odkształceń bez łamania i jest częściowo odwracalna. Gdy włosy są rozciągnięte przez niewielkie naprężenie mogą odzyskać swój pierwotny kształt. Dalsze naciąganie powoduje nieodwracalną transformację strukturalną włosa.
Zespół przeprowadził również testy na włosach, w których są rozciągane przy różnych poziomach wilgotności i temperatury. Na wyższych poziomach wilgotności, włosy mogą wytrzymać od 70 do 80 procent odkształcenia przed przerwaniem. Woda w istocie „zmiękcza" włosy - wnika do matrycy i łamie wiązania siarki łączące włókna wewnątrz pasma włosów. Naukowcy odkryli również, że włosy zaczynają ulegać trwałemu uszkodzeniu już w temperaturze 60 stopni Celsjusza (140 stopni Fahrenheita). Włosy łamią się wtedy szybciej już przy mniejszym naprężeniu.
„Odkąd byłem dzieckiem, zawsze zastanawiałem się, dlaczego włosy są takie silne. Teraz już wiem, dlaczego.", powiedział Wen Yang, pracownik naukowy z grupy badawczej i współautor.
Zespół prowadzi obecnie dalsze badania na temat wpływu wody na właściwości ludzkiego włosa. Idąc dalej, naukowcy analizują szczegółowo mechanizm, jak mycie włosów wpływa na powrót włosa do swojego pierwotnego kształtu.
Źródło: sciencedaily.com
Komentarze
[ z 2]
Nie wiem na ile to badanie pozwoli na wprowadzenie zmian jeśli chodzi o kwestie rzeczywistego tworzenia odżywek do włosów. Bo w końcu przecież trzeba mieć na uwadze, że włos jest strukturą martwą i raz "wyprodukowany" przez przydatki skóry rośnie już dalej bez większej komunikacji z organizmem jako takim. Odżywki mogą pomagać wzmacniać strukturę włosa, ale tak na prawdę nie wpływają na jego wewnętrzny skład i budowę molekularną jak to nieraz próbują forsować producenci zachwalając swoje produkty i pokazując w reklamie jak to odżywka wnika do włosów zmieniając ich strukturę. O wiele bardzie wydaje mi się ciekawe podejmowanie prób zbadania włosów i ich zastowania jako budulca kamizelek kuloodpornych. Znaczy nie tyle włosów, co tworzenia materiałów wzorowanych na ich strukturze. Być może okaże się, że po raz kolejny sama natura stworzyła coś o wiele bardziej doskonałego niż człowiek mógł być w stanie wymyślić i że tworząc materiały sztuczne możemy, a nawet powinniśmy czerpać właśnie z tworów, które były obecne wokół nas od dawna. Pozostaje czekać na rezultaty i z zainteresowaniem śledzić wyniki badań. A kto wie, może przy okazji i odżywkę do włosów o znacznie lepszym działaniu niż te wykorzystywane dotychczas uda się wyprodukować i okaże się, że nie miałam słuszności początkowo negując ten pomysł i ideę stworzenia podobnego kosmetyku w wyniku przeprowadzanego eksperymentu.
Ostatnio Wujek zapytał mnie jak to jest z tymi włosami, czemu mu tak wypadają (na ten moment po prostu już nie ma :P ) i w sumie zacząłem poszerzać sobie na ten temat wiedzę i natknąłem się na świetną pracę na ten temat. Wypadanie włosów to najczęstszy problem dotyczący skóry głowy, który budzi u większości ludzi duży niepokój, choć tak naprawdę tylko w niektórych przypadkach jest on uzasadniony. Włosy wypadają najczęściej podczas ich mycia i czesania, czasami są zauważalne również rano na poduszce. Nie należy się tym przejmować dotąd, dopóki nie nastąpi wyraźne przerzedzenie włosów na głowie, które jest widoczne gołym okiem. Niestety nadmierne wypadanie włosów dotyka bardzo wiele osób, choć największy z tym problem mają mężczyźni. W przypadku obu płci problem ten jest odbierany jako poważny, jednak najbardziej cierpią z tego powodu kobiety oraz młodzi mężczyźni. Według psychologów łysienie ma niezwykle silny wpływ na ich samopoczucie i samoocenę. Tracąc nagle lub stopniowo jeden z ważniejszych atrybutów urody, człowiek zaczyna czuć się mniej atrakcyjny, dominować zaczyna poczucie braku energii, niska ocena własnej wartości. Takie postrzeganie samego siebie może skutkować m.in.: stresem, trudnościami w relacjach z innymi ludźmi w życiu zawodowym i osobistym, mniejszą efektywnością w pracy, długotrwałym obniżeniem nastroju lub wręcz depresją, rezygnacją z kontaktów towarzyskich (unikanie ludzi, zamykanie się w domu), problemami w kontaktach intymnych. Aby ustrzec się przed tymi negatywnymi skutkami utraty włosów, należy jak najwcześniej zareagować na nadmierne ich wypadanie. W wielu przypadkach proces łysienia można zahamować! Najważniejsza jest diagnoza, czyli ustalenie przyczyn wypadania włosów, a następnie zastosowanie odpowiedniej terapii i dobór specjalistycznych preparatów powstrzymujących proces łysienia. O nadmiernym wypadaniu włosów mówi się wtedy, gdy zaburzony zostaje cykl wzrostu włosów, czyli zakłócona zostaje równowaga między włosami w fazie wzrostu i tymi w fazie spoczynku. Często takie łysienie jest stanem przejściowym i całkowicie odwracalnym. Niestety istnieje też rodzaj łysienia trwałego i nieodwracalnego, który najczęściej wiąże się z obumarciem mieszków włosowych. Przyczyny nadmiernego wypadania włosów mogą mieć różne podłoże. Do najczęstszych powodów jednak należą: hormony, skłonności dziedziczne, stres, traumatyczne przeżycia, choroby, przyjmowanie niektórych leków, zła dieta, uszkodzenie mechaniczne i pourazowe. Za niemal 90% przypadków utraty włosów u mężczyzn i kobiet odpowiadają hormony, które wywołują tzw. łysienie androgenowe (szczegółowy opis tego rodzaju łysienia znajduje się w kolejnym rozdziale). W przypadku mężczyzn testosteron (T) jest metabolizowany w mieszku włosowym przez enzym 5αreduktazę do swej pochodnej dihydrotestosteronu (DHT), który doprowadza do miniaturyzacji mieszków włosowych, a w końcu do jego zaniku, czego skutkiem jest utrata włosów. Natomiast u kobiet łysienie androgenowe występuje wtedy, gdy w wyniku zaburzeń hormonalnych wybrane mieszki włosowe cechuje nadmierna wrażliwość na androgeny, przy czym w surowicy dotkniętych tym typem łysienia kobiet nie stwierdza się podwyższonego ich poziomu. Skłonności do łysienia androgenowego są często dziedziczne, a proces ten doprowadza do przemiany długich włosów terminalnych w cienkie włosy meszkowe. Hormony wpływają na wypadanie włosów także u kobiet, które niedawno urodziły dziecko. W trakcie ciąży estrogeny działają pobudzająco na wzrost włosów, wydłużając fazę anagenową, natomiast około 2-3 miesiące po porodzie poziom estrogenów spada, co wywołuje gwałtowne przechodzenie włosów w fazę telogenu i przejściowe wypadanie włosów. Podobny efekt może także wystąpić po odstawieniu tabletek antykoncepcyjnych. Niestety w wyniku zaburzeń hormonalnych nieco więcej włosów tracą również kobiety w okresie menopauzy. Wypadanie włosów towarzyszy także chorobom endokrynologicznym – np. przy zaburzeniach tarczycy i Hashimoto. Bardzo silne przeżycia mogą również wywołać łysienie, co jest pośrednio związane z hormonami. Jeśli ktoś ma genetyczne skłonności do przekształceń testosteronu w dihydrotestosteron (DHT), wzrost kortyzolu w wyniku stresu może nasilić proces tych przemian i wówczas mamy do czynienia z łysieniem androgenowym. Stres może być także jedną z przyczyn tzw. łysienia plackowatego, w którym utrata włosów ma na początku charakter miejscowy – powstają ogniska wyłysienia: pozbawione włosów „placki”. Nadmierne wypadanie włosów często wywoływane jest przez różne choroby. Oprócz wspomnianych wyżej chorób endokrynologicznych (np. niedoczynność i nadczynność tarczycy), do utraty włosów mogą przyczynić się również choroby zakaźne i gorączkowe (np. kiła, dur brzuszny i plamisty, gruźlica i zapalenie płuc), choroby układowe (m.in. liszaj płaski, toczeń rumieniowaty, sarkoidoza) oraz zespół policystycznych jajników i anemia. Na wypadanie włosów mają także wpływ choroby skóry, takie jak łojotokowe zapalenie skóry czy grzybica. Utrata włosów niemal zawsze występuje u osób z chorobami nowotworowymi, u których stosowana jest chemio- i radioterapia. Chemioterapia wiąże się z podawaniem leków cytostatycznych, które niszczą nie tylko komórki rakowe, ale także inne komórki i tkanki, między innymi komórki cebulek włosowych. Radioterapia działa podobnie, jednak na włosy głowy ma większy wpływ, gdy naświetlanie dotyczy górnej części ciała. Do pozostałych leków przyczyniających się do nadmiernego wypadania włosów zalicza się również: leki przeciwzakrzepowe (heparyna, kumaryna), przeciwdrgawkowe, beta-blokery, leki na obniżenie lipidów, leki immunosupresyjne (metotreksat, cyklofosfamid), a także przyjmowane w nadmiarze preparaty z witaminą A. Dieta uboga w białko może skutkować niedostatecznym odżywieniem mieszka włosowego. Podobny skutek jest gdy w organizmie brakuje żelaza oraz cynku. To dlatego nadmierne wypadanie włosów dotyka często osoby chorujące na bulimię i anoreksję, przy których to chorobach organizm nie otrzymuje ważnych składników odżywczych, mikroelementów i witamin. Utrata włosów może być efektem zatrucia organizmu metalami ciężkimi np. rtęcią, talem (charakterystyczne złogi barwnika we włosach w fazie anagenu), ołowiem. W wyniku niewłaściwej pielęgnacji trudno jest utracić całkowicie włosy, ale można doprowadzić do ich dużego przerzedzenia. Przyczyniają się do tego agresywne i częste zabiegi fryzjerskie w postaci trwałej lub farbowania, ale także noszenie ciągle ciasno upiętych włosów, które podrażnia i osłabia mieszki włosowe. Nadmierne wypadanie włosów oraz łysienie jest problemem, z którym współczesna medycyna i kosmetologia radzi sobie coraz lepiej. Nowoczesne metody potrafią nie tylko zatrzymać proces utraty włosów, lecz nawet w niektórych przypadkach go odwrócić. Do najskuteczniejszych sposobów przeciwdziałającym wypadaniu włosów należą przede wszystkim: specjalistyczne zabiegi trychologiczne, złożone preparaty do użytku zewnętrznego oraz suplementy diety. Są to nieinwazyjne zabiegi wykonywane w profesjonalnych gabinetach trychologicznych przy użyciu technik manualnych i za pomocą specjalistycznej aparatury. Do zabiegów takich należą m.in.: Mezoterapia – polega na ostrzykiwaniu skóry głowy preparatami witaminowymi lub osoczem bogatopłytkowym pobranym z krwi pacjenta, ewentualnie komórkami macierzystymi. Celem zabiegu jest pobudzenie uśpionych mieszków włosowych do produkcji nowych włosów. Oprócz mezoterapii mikroigłowej i igłowej stosowana jest także mezoterapia bezigłowa, polegająca na wprowadzaniu do skóry substancji aktywnych, dzięki elektroporacji. Laseroterapia – poprzez naświetlanie laserem pobudza się odżywienie i dotlenienie mieszków włosowych, a przez to stymuluje porost włosów. Darsonwalizacja– zabieg wykonywany jest elektrodą w postaci grzebienia, który podczas czesania włosów przekazuje do skóry głowy elektryczne impulsy (wyładowania elektryczne na poziomie komórkowym). Dzięki temu poprawia się ukrwienie skóry, normalizuje się funkcje gruczołów łojowych, w tym łojotok skóry głowy, hamuje wypadanie włosów i pobudza cebulki do produkcji nowych. Karboksyterapia– wstrzykiwanie pod skórę CO (dwutlenku węgla) – ma na ce- 2 lu rozszerzenie naczyń krwionośnych i zwiększenie przepływu krwi, a wraz z nią zwiększenie dostarczanych do mieszków włosowych składników odżywczych i tlenu. Terapia z użyciem lamp LED – w przypadku problemów z wypadaniem włosów stosuje się światło czerwone, które pobudza mikrokrążenie skóry głowy oraz ją regeneruje. W odróżnieniu od drogeryjnych kosmetyków do pielęgnacji włosów, trychologiczne preparaty mają bardzo silne działanie lecznicze. Najlepsze specjalistyczne dermokosmetyki zawierają w sobie wysoko skoncentrowane składniki aktywne, które oddziałując na siebie wywołują efekt synergii i wzmacniają końcowy efekt działania całego preparatu. Przykładem takiego synergicznego surowca stosowanego w terapii łysienia jest Baicapil™, składający się z trzech oddziałujących na siebie roślinnych składników, które aktywując komórki macierzyste mieszka włosowego, wydłużają jego fazę anagenu oraz skracają fazę telogenu. Preparaty trychologiczne są bezpieczne, ponieważ w większości przypadków oparte są na składnikach naturalnych, zaś ich opracowaniem zajmują się firmy farmaceutyczne oraz specjalistyczne laboratoria. Najczęściej występują pod postacią szamponów, serum, odżywek, masek, a także plastrów. Doustne preparaty na wypadanie włosów w większości przypadków zawierają kompleks witamin i minerałów oraz wyciągi roślinne, które mają za zadanie poprawić wygląd włosów oraz stymulować ich wzrost. W składzie takich suplementów niemal zawsze znajdują się: wyciąg ze skrzypu polnego i pokrzywy, L-cysteina oraz biotyna, cynk i miedź, gdyż to te składniki mają największy wpływ na mieszki włosowe. Witaminowe suplementy diety są przeznaczone dla osób, które borykają się raczej z chwilowym wypadaniem włosów niż z poważnym problemem łysienia. Mimo to, są one zalecane przez trychologów jako element uzupełniający terapię. Inną grupą suplementów diety są preparaty przeznaczone dla mężczyzn i kobiet z problemem łysienia androgenowego. Zawierają one składniki blokujące przekształcanie się testosteronu w szkodliwy dla mieszków włosowych dihydrotestosteron (DHT). Inhibitorami DHT są tu najczęściej wyciągi z różnych roślin. Warto przy okazji wspomnieć, że istnieją także leki na receptę, które stosowane są w leczeniu łysienia androgenowego. Zamiast wyciągów roślinnych zawierają one syntetyczne związki chemiczne zatrzymujące produkcję DHT. Najbardziej znanym takim związkiem jest finasteryd, który jednak działa wyłącznie podczas zażywania leku z tą substancją Utrata włosów może wynikać z przyczyn niezależnych od człowieka, jednak w wielu przypadkach problem ten jest powiązany ze stanem zdrowia organizmu oraz pewnymi naszymi zachowaniami. Choć nie jesteśmy w stanie ustrzec się przed wszystkimi chorobami, to jednak zdrowy tryb życia oraz świadomość co szkodzi włosom, może pomóc w zapobieganiu nadmiernemu wypadaniu włosów. Oto kilka wskazówek co należy robić, by zawsze cieszyć się bujną czupryną: 1. Regularna kontrola stanu zdrowia – wykrycie groźnych chorób na wczesnym etapie umożliwia szybsze ich wyleczenie. Szczególnie kobiety powinny co najmniej raz w roku odwiedzać ginekologa, a także sprawdzać poziom hormonów tarczycy. 2. Wzmocnienie odporności organizmu– włosy potrafią nadmiernie wypadać po przebytej grypie lub innej chorobie z towarzyszącą jej wysoką gorączką. Dlatego warto co rok szczepić się przeciwko grypie, ale także zadbać o swój układ odpornościowy. 3. Zdrowa dieta – zdrowa czyli zbilansowana, dostarczająca niezbędnych witamin i składników odżywczych. Dla włosów cenne są szczególnie takie mikroelementy jak: żelazo, miedź, cynk, siarka, witaminy C i E (wzmacniają włosy), witamina H (tzw. biotyna zapobiega łysieniu i siwieniu), witamina A (jej niedobory powodują zatrzymanie wzrostu nowych włosów) oraz witaminy z grupy B. 4. Walka ze stresem – niektórych wydarzeń w życiu, które wywołują zbyt silne emocje, nie da się wyeliminować. Jednak długotrwały stres spowodowany pracą lub kłopotami rodzinnymi także może negatywnie wpływać na zdrowie i pośrednio na kondycję włosów. Dlatego też warto znaleźć metodę łagodzenia stresu np. sport, spacery na łonie natury, muzykę, taniec, medytację itp. 5. Rzucenie palenia– dym papierosowy zawiera toksyczne substancje, które blokują produkcję białka niezbędnego do wytwarzania się włosów. Ponadto nikotyna obkurcza naczynia krwionośne, przez co zaburza transport składników odżywczych do mieszków włosowych. 6. Ochrona włosów przez promieniowaniem UV – latem należy chronić włosy przed silnym słońcem, nosząc lekkie i przewiewne nakrycie głowy i stosować preparaty do włosów zawierające filtry. Promienie UV wpływają negatywnie nie tylko na wygląd włosów (wysuszając je i odbarwiając), ale także mogą je osłabić i spowodować nadmierne wypadanie. 7. Unikanie agresywnych zabiegów fryzjerskich– chodzi głównie o częste farbowanie i rozjaśnianie włosów, ich trwałą ondulację, ale także częste suszenie włosów suszarką, używania lokówki i prostownicy lub związywanie ciasno włosów gumką. 8. Leczenie wszelkich dolegliwości skórnych, szczególnie dotyczących skóry głowy, takich jak łojotok, łupież, czy atopowe zapalenie skóry. Schorzenia te często wzmagają wypadanie włosów i wymagają interwencji profesjonalisty np. dermatologa lub trychologa. 9. Masaż głowy – można go wykonywać manualnie opuszkami palców podczas mycia włosów lub za pomocą masażera do skóry głowy. Poprawia on ukrwienie skóry głowy i dotlenia cebulki, które dzięki temu chętniej produkują nowe włosy. 10. Stosowanie odpowiednich kosmetyków do pielęgnacji – do codziennej pielęgnacji warto wybierać łagodne kosmetyki oparte na naturalnych składnikach. W przypadku pojawienia się pierwszych oznak nadmiernego wypadania włosów, można sięgnąć po profesjonalne preparaty trychologiczne zatrzymujące ten proces. Nadmierne wypadanie włosów w większości przypadków oznacza nieprawidłową pracę mieszków włosowych, która może być spowodowana różnymi czynnikami. Ustalenie przyczyn utraty włosów jest niezwykle istotne pod kątem zastosowania właściwych metod leczenia. Bez względu na charakter tych przyczyn, ważnym elementem terapii są profesjonalne preparaty terapeutyczne – trychologiczne.W części przypadków są one stosowane jako jedyny i wystarczający środek powstrzymujący wypadanie włosów, w innych stanowią uzupełnienie bardziej złożonej kuracji. Dzięki temu produkty trychologiczne są łagodne dla włosów i skóry głowy oraz mają lepsze działanie oczyszczające niż zwykłe kosmetyki drogeryjne. Skoncentrowane naturalne substancje odżywcze, lecznicze i pielęgnacyjne łatwiej penetrują, i przez to odznaczają się niezwykle silnym działaniem. W przypadku preparatów przeciw wypadaniu włosów, ich skład obejmuje zazwyczaj kilka substancji aktywnych, których właściwości wzajemnie się uzupełniają, wzmacniając tym samym ogólne działanie terapeutyczne kosmetyku. Substancje te pozyskiwane są najczęściej z następujących roślin: Ł Pokrzywa zwyczajna– wzmacnia włosy i pobudza je do wzrostu, Ł Nagietek lekarski– łagodzi stany zapalne i podrażnienia, Ł Myszopłoch kolczasty (ruszczyk kolczasty) – pobudza mikrokrążenie krwi i dotlenia komórki odpowiedzialne za wzrost włosów, Ł Bambus zwyczajny – jest bogaty w aminokwasy oraz krzem, które odżywiają cebulki włosów, zapobiegając ich obumieraniu, Ł Hyzop lekarski– w medycynie ludowej znany pod nazwą józefek lub józefka, łagodzi stany zapalne oraz poprawia mikrokrążenie krwi, Ł Bocznia piłkowana – stosowania doustnie lub transdermalnie hamuje działanie DHT będącego przyczyną łysienia androgenowego, Ł Wiązówka błotna – ogranicza produkcję sebum i wypadanie włosów, zaś związki salicylowe w niej zawarte mają zdolność łagodzenia reakcji zapalnych, Ł Winorośl– poprzez pobudzanie mikrokrążenia poprawia odżywienie cebulek włosów, zaś dzięki garbnikom reguluje wydzielanie łoju, który bywa przyczyną nadmiernego wypadania włosów. wielu preparatach trychologicznych przeciw wypadaniu włosów spotkać można również: Ł prowitaminę D – jej niedobór w organizmie może powodować wypadanie 3 włosów, Ł L-cysteinę – wchodzi w skład głównego budulca włosa – keratyny, Ł adenozynę – wydłuża fazę anagenu włosa, jest pomocna w walce z łysieniem androgenowym, hamuje wypadanie włosów i przez to skutecznie przeciwdziała łysieniu, Ł witaminy z grupy B– hamują wypadanie włosów, Ł cynk – jego niedobór spowalnia wzrost włosów i może wpływać na ich wypadanie ( autorka: Monika Sekita - Pilch )