06.07.2022

Из чего состоит кератин: Что такое кератин? Строение волоса, кератин в составе волоса. Гидролизат кератина и косметика с ним. Личный опыт кератинового ухода. Кератин и питание

Содержание

Что такое кератин? Строение волоса, кератин в составе волоса. Гидролизат кератина и косметика с ним. Личный опыт кератинового ухода. Кератин и питание

На тему наличия в уходе продуктов с кератином уже давно ведутся жаркие споры волосоманьяков. Кератин стал настоящей панацеей, его можно найти повсюду — в шампунях, масках, кондиционерах, кремах для волос, ампулах, концентратах и серумах… А какие обещания дают производители!

«Кератин делает волосы блестящими, дарит им упругость и плотность, облегчает расчёсывание, увлажняет и питает волосы, восстанавливает повреждения, придает волосам объём, склеивает сечёные кончики…

Кому-то кератинсодержащие продукты спровоцировали сильную ломкость, чьим-то волосам, наоборот, подарили плотность и упругость, третьи вообще никакого эффекта от средств с кератином на своих волосах не увидели. Так кто же прав, и вообще нужна ли волосам дополнительная порция кератина?

Запаситесь горячим кофе , устройтесь поудобнее, и давайте разбираться вместе. Информации много, половина (вместе с фото) убрана в спойлеры дабы не перегрузить мозг информацией


фото с сайта pxhere.com

Внимание!

В этом посте я не хочу затрагивать тему кератинового выпрямления/восстановления/протезирования и им подобных салонных услуг. Я отношу их к классу повреждающих, а не восстанавливающих волосы процедур.

Чтобы иметь полное представление о том, что такое кератин и какова его роль в составе волоса, нужно рассмотреть физическое и химическое строение волоса. Рассматривать начнём с физической точки зрения.


Структура волоса состоит из 3 основных частей:

(под спойлерами подробная информация о строении каждой структурной единицы)1. кутикула;Кутикула — защитный слой, состоящий из β-кератина об этом поговорим чуть ниже и образующий внешнюю поверхность волоса. Кутикула защищает кору от повреждений, выступая в качестве барьера. Она состоит из нескольких (чаще всего из 6-10) слоёв чешуек, каждый толщиной около 0,5 мкм, склеенных вместе с клеточным мембранным комплексом
. Очень вьющиеся волосы имеют разное количество слоёв кутикулы на разных участках.

Клеточный мембранный комплекс легко повреждается водой, водосодержащими моющими средствами и агрессивными химикатами. Деградация этого слоя может привести к разрыву слоёв кутикулы, после чего она перестаёт выполнять свою защитную роль.

фото с сайта seabeautyintl.com

Кутикула состоит из 4 слоёв:

1. Эпикутикула — очень тонкая мембрана (5-7 нанометров толщиной). Гидрофобна, неустойчива к щелочам, окислителям и протеолитическим агентам, при длительном воздействии которых волосяные волокна становится пористыми, увеличивается трение между фибриллами волос. Эпикутикула выступает в качестве полупроницаемой мембраны, которая служит неким фильтром для того, что может проникнуть в кортекс, а что нет.

2. А-слой — очень богат цистеином (~ 35%), противостоит физическим воздействиям (трение во время расчёсывания, мытья и сушки) и химическим воздействиям (щелочи, восстановители, окислители, протеолитические ферменты).

3. Экзокутикула — вторая часть А-слоя, содержит ~ 15% цистина.

4. Эндокутикула — самый слабый слой кутикулы, содержит ~ 3% цистина. Имеет очень мягкую и легко поддающуюся деформации структуру, сильно набухает в воде. Легко повреждается химическими веществами. Однако он может обеспечить некоторую защиту, создавая «подушку» под более жёстким внешним слоем экзокутикулы.

Кутикула противостоит изгибу волосяного волокна на 74% (66% сопротивления приходится на экзокутикулу, 8% — на эндокутикулу). Именно кутикула первой принимает на себя удар от ультрафиолетового излучения . Как именно разрушается кутикула под воздействием УФ-лучей, показано на фото ниже. Поэтому, пожалуйста, прячьте свои волосы от солнца, и пользуйтесь солнцезащитными средствами для волос!

«Изучение повреждения поверхности волос под воздействием ультрафиолетового излучения (UVB и UVA излучения). Кутикулы волос всех трех групп (азиатские, кавказские, африканские) имели неповрежденные и плотно перекрывающиеся чешуйки кутикулы. По мере увеличения энергии облучения поверхности образцов из всех трех групп становились все более поврежденными. UVB-излучение приводило к более серьезным повреждениям, чем UVA-облучение, и по сравнению с образцами из других групп африканские волосы демонстрировали относительно худшие повреждения.»


«Все образцы волос по группам имели неповрежденные кутикулы более шести слоев. По мере увеличения энергии облучения во всех группах наблюдались отверстия различного размера, расщепление вдоль эндокутикулы и отслоение кутикулы.»


(информация взята из данной статьи)


2. кора, или кортекс;Кортекс, или кора — центральный слой, занимающий от 75 до 80% объёма волоса. Кора состоит в основном из кортикальных клеток, которые представляют собой белковые клетки удлиненной формы, диаметром от 2 до 5 (мкм), а длиной – около 100 (мкм). Кортикальные клетки имеют форму веретена, они различных размеров и выровнены вдоль основной оси волокон.

Существует два типа кортикальных клеток: паракортикальные клетки (обладают однородной формой веретена, более насыщены цистеином) и ортокортикальные клетки (имеют неоднородную форму).

Прямой волос в поперечном разрезе содержит только паракортикальные клетки.

У вьющегося волоса паракортикальные клетки располагаются на вогнутой стороне завитка, а ортокортикальные клетки — на выпуклой, причём на паракортикальной стороне вьющегося волоса общая толщина кутикулы будет выше, чем на ортокортикальной стороне, где количество слоев кутикулы минимально (от одного до двух). Было доказано, что сила закручивания волос зависит от степени неоднородности внутренней структуры волоса, и не зависит от этнического происхождения.


фото с сайта slideshare.net

Все кортикальные клетки отделены друг от друга, а их организацию в комплексы обеспечивает корково-кортикальная клеточная мембрана, толщина которой составляет всего лишь 2 нанометра.

Кортикальные клетки состоят из макрофибрилл, которые представляют собой стержнеобразные структуры, имеющие длину несколько микрон (мкм) и диаметр от 0,1 до 0,4 микрон (мкм). Кератинизированные макрофибрильные звенья ориентированы вдоль клеток в продольном направлении, обеспечивая тем самым очень прочный волокнисто-матричный композит.

Если взглянуть через электронный микроскоп на повреждённые участки волос, то в местах разрыва мы как раз увидим нити макрофибрилл:

фото с сайта seabeautyintl.com

Макрофибриллы разделены между собой тонкой мембраной в кортикальной клетке. Эти мембраны также содержат пигмент волос, известный как меланин, который рассредоточен по всей мембране. Макрофибриллы внедряются в клетки коры, затем разделяются

мартицей (межмикрофибриллярным материалом).

Основная роль матрицы заключается в том, чтобы удерживать вместе микрофибриллы и промежуточные нити в стационарном стабильном состоянии, с некоторой свободой движения (эластичность волосяных волокон). Если микрофибриллы и белковая матрица распадаются частично или полностью, волокно волоса относительно теряет свои механические свойства (прочность на разрыв и эластичность).

Макрофибрилла содержит много микрофибрилл (промежуточных нитей), которые ориентированы параллельно оси волосяного волокна. Каждая микрофибрилла составляет около 8 нм в диаметре и содержит 8 протофибрилл.

Каждая протофибрилла состоит из четырех протофиламентов, который, в свою очередь, состоит из двух димеров. Димер имеет две белковые цепи кератина, скрученные вместе по особой спиральной схеме (схема строения находится после спойлеров).


3. медулла.Медулла, или мозговое вещество — мягкое центральное ядро волоса. Ткани мозгового вещества по своей структуре напоминают губку. Медулла в волосах людей может присутствовать, быть прерывистой или вообще отсутствовать. Основной функцией медуллы считают терморегуляцию и увеличение объема волос.

Что же получаем в итоге? Если кратко, то большая часть волосяных волокон находится в коре, которая отвечает за прочность волос на разрыв. Кора состоит из длинных нитей, упакованных вместе, называемых микрофибриллами, которые содержат организованные α-спиральные стержни кератина:


фото с сайта ncbi.nlm.nih.gov

Не забудем сказать «Спасибо» ортокортикальным клеткам, благодаря которым мои Завитушки никогда, ни после каких бы то ни было ухищрений, не будут выглядеть так, как прямые от природы волосы только как ооочень повреждённые прямые волосы


Из 54 находящихся в человеческом организме кератинов по крайней мере 26 находятся в волосяном фолликуле. Они отличаются от эпителиальных кератинов значительно более высоким содержанием серы и остатков цистеина. Это обеспечивает возможность поперечной сшивки молекул белка, придавая волосу дополнительную прочность.


Примерный химический состав здорового волоса таков: 3–15% воды, 6% липидов*, 1% пигмента, 78–90% кератинового белка.

*липидыЛипиды расположены в комплексе клеточных мембран кутикулы и состоят из жирных кислот, сульфата холестерина, церамидов и холестерина. Липидный слой уменьшает трение и увеличивает гидрофобность поверхности волос, а также способен защитить волосы от ультрафиолета . Азиатские волосы имеют более цельные липиды, чем другие группы в целом. После эксперимента с УФ-облучением волос разных групп населения содержание липидов в волосах уменьшилось.
Кератин — нерастворимая в воде белковая молекула, имеющая нитевидное (фибриллярное) строение.

Кератины волос включают 11 из 28 кератинов типа I (кислый) (характеризуются большим количеством цистеина, а также остатков пролина. К31, кислый кератин типа I, является основным белком кератинового комплекса волос человека и необходим для поддержания прочности волос на растяжение) и 6 из 26 кератинов типа II (основной). Уникальной особенностью кератинов является их спаривание, т.е. обязательное образование гетеродимеров между одним кератином типа I и одним кератином типа II. Это происходит путем объединения соответствующих стержневых доменов в конформацию спиральной α-спирали.

В кератине цементирующего вещества (матрикс) преобладают основные (щелочные) аминокислотные остатки, в кератине фибриллкислотные. Поэтому между кератином фибрилл и цементирующего вещества возможно ионное взаимодействие и даже образование более прочных связей. Кератин микрофибрилл более инертен по отношению к влаге, в то время как кератин цементирующего вещества способен энергично сорбировать влагу.

α- и β-структуры кератина



фото с сайта keratinbrasil.com

α-кератин представляет собой спирали с витками вокруг оси молекулы.
β-кератины не имеют поперечных дисульфидных связей между соседними полипептидными цепями. β-кератины не растворимы в воде, устойчивы к действию органических растворителей, кислот и щелочей; их волокна более гибки, чем у α-кератинов, но в отличие от последних не эластичны.

Возможны переходы от α-структур к β-структурам и обратно вследствие перестройки водородных связей. Вместо регулярных межпептидных водородных связей вдоль цепи (благодаря им полипептидная цепь скручивается в спираль) происходит раскручивание спирализованных участков и замыкание водородных связей между вытянутыми фрагментами полипептидных цепей.

Увлажнение волос приводит к разрыву водородных мостиков и «вытягиванию» α-структуры, что в свою очередь ведет к удлинению волоса (вьющиеся волосы распрямляются). Во время сушки волос водородные связи формируются заново, и кератин вновь принимает свою структуру спирали. Например, если волос намочить и накрутить на бигуди, то перегруппировка водородных связей приведет к тому, что высохший волос на какое-то время будет сохранять форму бигуди, образуется завиток .

Пару слов о хим.связях волосаОсновными поперечными связями внутри волоса являются: водородные, ионные (солевые) и дисульфидные.

Водородная связь является очень слабой физической поперечной связью, которая легко разрушается водой и температурой. И хотя по отдельности водородные связи очень слабые, но их в волосах так много, что на их долю приходиться около одной трети от общей численности связей в волосах. Водородные связи легко разрушаются при намокании волос. Это позволяет волосам легко растягиваться. При высыхании волоса водородные связи восстанавливаются и фиксируют форму волос в том положении, в котором волосы оказались.

Ионные (солевые) связи так же являются слабыми физическими связями, образующимися поперек волоса между соседними белковыми цепочками. Ионные связи зависят от pH на волосах, поэтому они легко разрушаются сильными щелочными и кислыми растворами. Но их в волосах так же много, поэтому они оказывают значительное влияние на структуру и свойства волос.

Дисульфидная связь — это сильная химическая связь, которая очень отличается от физических водородной и ионной. Образование внутри- и межмолекулярных дисульфидных связей во многом объясняет прочность и механическую прочность волос. Она соединяет атомы серы двух соседних аминокислот цистеина, что бы создать одну — цистин. Цистин объединяет две белковые цепочки в единое целое.

Хотя самих дисульфидных связей гораздо меньше, чем водородных и ионных, но они очень сильные и не разрушаются водой. Разорвать дисульфидную связь можно с помощью препаратов для химической завивки и выпрямления. Нормальное температурное воздействие, как, например, при термоукладке, не разрушают дисульфидных связей. Однако очень сильные воздействия температуры, как при воздействии кипятка и некоторых высокотемпературных инструментов для укладки, нарушают эти связи. Яркий пример такого сильного воздействия — утюжки для выпрямления волос. Напротив, образование максимального числа дисульфидных связей в кератинах путем воздействия окислителей создает прочную пространственную структуру.

Когда химия волос изменяется, некоторые из естественных свойств волос подвергаются риску. Несколько механизмов могут вызвать повреждение волосяного волокна. Например, стрессы окружающей среды и ультрафиолетовое излучение фотоокисляют белки. Фотоокисление белков приводит к расщеплению дисульфидных связей и разрыву тиоэфирных связей, что приводит к высвобождению связанных липидов на поверхности и потере структуры волоса. Эти реакции приводят к ухудшению свойств волос: плохая укладка, сухость и ломкость, потеря блеска, снижение прочности волос.

Метионин и цистеин


В состав кератина входят 2 аминокислоты, содержащие серу – метионин и цистеин. Эти аминокислоты метаболически тесно связаны между собой.

Метионин – «стартовая» аминокислота при синтезе всех без исключения белков на рибосомах. Метионин является источником серы при биосинтезе цистеина, который также участвует в синтезе кератина. Он не синтезируется в организме человека, поэтому метионин должен постоянно поступать в организм вместе с пищей.

Цистин (Цистеин-дипептид цистина) — аминокислота, обеспечивающая очень прочное и подвижное скрепление структуры белковых молекул по всему волосу, которое разрывается только при очень агрессивном воздействии. Это заменимая аминокислота, которая может синтезироваться в организме человека из серина с участием метионина как источника серы, а также АТФ и витамина В6. Чем выше содержание цистина в α-кератине, тем крепче и жестче его структура (напр., в панцире черепахи 18% цистина).

Теперь можно остановиться на пару минут и выдохнуть Ещё не устали? Тогда продолжим, впереди всё самое интересное


Научно доказано, что только кератин с низким молекулярно-массовым распределением (предпочтительным является кератин с молекулярной массой от 3000 до 30000 Дальтон, наиболее предпочтительно от 5000 до 15000 Дальтон), может проникать в волосы. Поэтому, если в составе средства, заявленного как кератинсодержащее, указано только «Keratin«, без «Hydrolyzed» — никакого эффекта от такого средства ждать не стоит . Также гидролизат кератина в составе косметических средств может скрываться под такими названиями, как Cocodimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Hair Keratin, Cocodimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Keratin, Hydroxypropyltrimonium Hydrolyzed Keratin, Laurdimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Keratin.

Примерная концентрация гидролизата кератина в косметике:

— маски для восстановления поврежденных волос — 8-10%;
— питательные/восстанавливающие сыворотки для волос — 5%;
— шампуни для укрепления корней волос — 2-4%;
— кондиционеры и бальзамы для волос — 5-6%.


В настоящее время кератиновые гидролизаты обычно получают из кератинсодержащих частей животных (перья, рога, копыта, волосы и шерсть). Большинство этих гидролизатов получают химическим гидролизом и гидротермальными методами. Кератиновые белки также могут быть извлечены из шерсти без гидролиза пептидных связей, что позволяет этим белкам сохранять форму и функцию, аналогичные натуральным кератинам человеческого волоса.
Однако не все способы получения гидролизата кератина сохраняют его эффективность. Полностью разрушенный белок, распавшись на отдельные фрагменты, теряет свою биоактивность. «Осколки» белка не могут эффективно связываться с волосами и восстанавливать поврежденную кутикулу.

Источник: cosmetic-industry.com


Некоторые отрасли промышленности разработали комплекс из 18 свободных аминокислот, полученных из белков пшеницы, кукурузы и сои, чтобы имитировать естественный состав кератина. Содержание серы в аминокислотах сои сходно с содержанием серы в волосах человека. Однако разумеется им не хватает полной идентичности, поэтому они менее эффективны, чем кератин человеческих волос.
Было проведено немало научных исследований влияния гидролизата кератина на волосы. Посмотрим, какие результаты получили учёные?

Исследование №1 (с фото)«Полученный из перьев гидролизат кератина наносили на 5 групп волос (неповреждённые волосы, окрашенные волосы, окрашенные волосы с осветлением, окрашенные волосы с релаксором, осветлённые волосы), по-разному вымытые и высушенные.»

A — волосы промыты лауретсульфатом натрия и высушены естественным образом.
B — волосы промывают шампунем с использованием ополаскивателя, содержащим гидролизат кератина, и высушены выпрямителем при 180ºC.
C — волосы промывают шампунем с использованием ополаскивателя, содержащим гидролизат кератина, и высушены естественным образом.
D — контрольные волосы (вымытые шампунем с использованием ополаскивателя без гидролизатов), высушенные с помощью выпрямителя при 180ºC.
Е — контрольные волосы (вымытые шампунем с использованием ополаскивателя без гидролизатов), высушенные естественным путем.



В результате этого исследования было выявлено, что:

— тепло необходимо для полной герметизации кутикулы;
— гидролизаты кератина лучше прилипали к ранее окрашенным и выпрямленным волосяным волокнам;
— применение гидролизата кератина с нагревом способствовало герметизации кутикулы, но края её чешуек оставались сломанными;
— применение гидролизатов кератина значительно увеличили яркость и мягкость волос;
— проникновение гидролизата кератина более глубокое при более длительной выдержке;
— добавление белковых гидролизатов в спреи и тонеры для окрашивания волос позволяет волосам более равномерно впитывать красители.

Исследование №2 (с фото)«Пучки волос были повреждены осветлителем, затем волосы промывали водой и сушили естественным путём. В качестве контрольной группы использовали неосветлённые волосы. Очищенный кислый кератин K31 наносили на все группы волос. Один из пучков кудрявых волосков промыли щёлочью, распрямили с помощью расчёски и поместили в раствор К31 на 1 час с последующим промыванием раствором уксусной кислоты.»



В результате этого исследования было выявлено, что:

— обработка волос кератином K31 эффективно выпрямила вьющиеся волосы за 1 час;
— после обработки кератином диаметр осветлённых волос увеличился в среднем на 49%;
— обработка волос кератином K31 значительно улучшила гладкость кутикулы;
— после однократной обработки кератином K31 механическая прочность обесцвеченных волос увеличилась почти в 2 раза.

Результаты впечатляют, не так ли? Но не стоит забывать, что в обоих случаях был использован чистый, лабораторно выделенный гидролизат кератина, без дополнительных примесей. К тому же результаты, полученные в лабораторных условиях, очень редко соответствуют полученным в реальных условиях.

К сожалению, кератин, используемый в большинстве косметических марок, имеет больший молекулярный вес, чем нужно. Поэтому эти молекулы кератина не могут проникать в волосы . Они работают на внешней поверхности волоса, где заполняют пустоты.

В одном из интервью глава компании Global Keratin Ван Тиболли заявил, что, по их данным, гидролизат кератина в восстановлении волос малоэффективен (эффективность восстановления достигает всего 7%).

Но самое неприятное даже не в том, что молекула кератина в большинстве косметических средств слишком большая для проникновения в структуру волоса — по факту кератина вообще может не быть в составе (несмотря на наличие в списке ингредиентов на упаковке средства):
Большинство продуктов для волос, которые рекламируют преимущества кератина, на самом деле не содержат его и даже не нацелены на белок. В результате ClassAction.com подал иск о ложной рекламе против Matrix и L’Oreal, утверждая, что их продукты не содержат кератина и, следовательно, не могут обеспечить преимущества, которые они рекламируют.

Источник: www.classaction.com



Обращать внимание на кератинсодержащие средства я начала лишь в сентябре 2018-го. В тот период мой «кудрявый» уход был ещё на стадии формирования, да и потребности своих волос я тогда в должной мере не осознавала, поэтому частым гостем на моих волосам стало переувлажнение.

Важный факт, который я должна упомянуть. Почему-то во многих источниках в том числе блогах, фигурирует информация о том, что гидролизированный кератин увлажняет. Я с этим утверждением категорически не согласна . Кератин может уплотнить волос, сделать его более гладким и послушным за счёт выравнивания кутикулы, может запереть влагу внутри волоса, но увлажнять он не может в принципе.

Кератин склонен накапливаться на поверхности волоса, особенно на повреждённых или пористых от природы волосах (и фото исследований, приведенных выше, это наглядно показывают). После долгого использования исключительно кератинсодержащих средств волосы становятся жёсткими, сухими и ломкими (чем выше пористость волоса — тем сильнее риск). Однако, по логике данных источников, должен быть обратный эффект — в виде переувлажнения.


Более опытные девушки-кудряшки для устранения переувлажнения посоветовали ввести в уход средства с кератином/протеинами, которых на тот момент в моём уходе не было и понеслась душа в рай. В тот период отчаяния от постоянного получаемого переувлажнения я скупала средства, не особо вчитываясь в состав. На упаковке написано «кератин»? Берём! а что там, в составе, дело десятое. Разумеется, в результате такого бездумного подхода к выбору средств удачных покупок практически не было.

Опытным а потому небыстрым путём я выявила, что средства, содержащие в своём составе помимо гидролизата кератина ещё и протеины и/или коллаген, подходят моим волосам лучше всего — появляется блеск и упругость завитка, кудри очерчены, при этом не пересушены.

Однако, если брать в расчёт кератинсодержащие маски, то после 2-3 применений подряд становится заметно, что волосам не хватает влаги. Если шампуни с кератином я могу применять каждый раз, то маски с гидролизатом кератина мне приходится чередовать с увлажняющими.

Приведу примеры средств, которые мне подошли/не подошли/создали спорное впечатление. С подавляющим большинством из них я познакомилась уже после перехода на метод, поэтому их состав подходит для cgm (если не подходит, около средства будет стоять значок ).

Подошедшие мне средства, в составе которых есть гидролизат кератина:



  • Маска Hask Macadamia Oil — моя волшебница (тык-тык), вернувшая веру в кудряшки. Блеск, мягкость, упругость, очерченность завитка — всё это о ней;
  • Маска Hask Argan Oil, которую я бы назвала комплексной — волосы отлично увлажнены, при этом завиток упругий и очерченный. В условиях влажного климата стала моей любимицей ;
  • Маска Hask Monoi Coconut Oil Nourishing, которая по своему действию очень напоминает версию с аргановым маслом, только с более выраженным увлажняющим эффектом. Ей я тоже посвятила подробный пост-отзыв (тык-тык);
  • Маска с кератином Health & Beauty, о которой расскажу в следующем посте ;
  • Эликсир Maraes Color Nourishing Doppio, после долгой борьбы с переувлажнением подаривший упругость завитка. О нём я тоже писала тут (тык-тык);
  • Маска Hask with Keratin Protein, состав которой пестрит разнообразными протеинами, кератинами и коллагеном. С задачей восстановления и укрепления завитка маска справляется на ура;
  • Шампунь израильской марки Style Aromatherapy с кератином и витамином Е, которым я пользуюсь с прошлого лета. Не содержит сульфатов, зато в составе есть и протеины растительного происхождения, и масла, и пантенол. Завиток после него гораздо более крепкий и упругий, чем от моего сульфатника Bonacure или от ковоша;
  • Шампунь Creightons с кокосом и кератином, окутывающий ароматным облачком. Содержал SLS, поэтому после перехода на метод я от него отказалась. Мягко промывал волосы, при этом смывал даже масляные маски, и не пересушивал длину. Несмотря на наличие кератина в составе, я бы отнесла его к увлажняющим шампуням;
  • Кондиционер Creightons с кокосом и кератином — ещё одна находка для тех, кто не придерживается метода. Облегчает расчёсывание, придаёт блеск и мягкость, облегчает укладку и усмиряет торчуны. Действие этого кондиционера я бы сравнила с любой масс-маркетовской маской.


Средства с кератином, отношение к которым у меня довольно спорное:



  • Kaaral Maraes Color Nourishing Mask — мечта, вонзившая мне нож в спину (зато простимулировавшая творческие способности — Сказка о капризной принцессе Maraes ) Она не дала мне ни кудрей, ни блеска, ни гладкости. Хотя сейчас всё чаще появляются мысли о повторном её приобретении ничему меня жизнь не учит, но в этот раз в качестве выпрямляющего средства для тех дней, когда хочется более прямых волос;
  • Маска Kora кератиновое восстановление волос, мнением о которой я также поделюсь в следующем посте должна же быть хоть какая-то интрига.


Неподошедшие мне средства с гидролизатом кератина:



  • DNC Филлер для волос, которой мне рекомендовали как отличное (и бюджетное, что немаловажно) средство для борьбы с переувлажнением. Но вместо упругих и очерченных кудряшек и обещанных мягкости и блеска я получила лишь пух и жёсткость. Хотя очень многим он зашёл;
  • Бальзам с кератином Амазонская ягода асаи от Ecolab не впечатлил от слова совсем, хотя в составе помимо кератина имел протеины шёлка. Волосы после него с трудом расчёсывались пальцами, а после высыхания были жестковаты, и вместо гладкости и блеска было много пуха и торчунов.


Можно укрепить/восстановить волосы, используя кератинсодержащие средства. Но еще лучше — восполнить недостаток кератина изнутри жаль, для повреждённой длины это не поможет. Определенные питательные вещества в пище стимулируют выработку кератина:

Белок
Он может помочь уменьшить выпадение волос и укрепить волосы. В исследовании, проведенном на 96 женщинах в пременопаузе из кавказских, азиатских и латиноамериканских этнических групп, те, кто принимал пищевую добавку на основе морского белка, испытали значительное снижение выпадения волос в течение трех-шести месяцев.

Где содержится: рыба, морепродукты и водоросли, яйца, постное мясо, орехи, творог.

Биотин
Исследования показывают, что биотин может помочь при синдроме ломкости ногтей и выпадении волос. Диета, богатая биотином, может также улучшить гликемический контроль и работу мозга. Это питательное вещество особенно важно во время беременности, поскольку почти половина будущих мам имеет низкий уровень биотина.

Где содержится: яичные желтки, мясо, цельные зерна, листовая зелень, орехи, грибы и бананы.

Омега-3 жирные кислоты
Незаменимые жирные кислоты регулируют практически все процессы в вашем организме, включая выработку кератина. Эти питательные вещества также служат источником энергии и помогают формированию клеток. Кроме того, они компенсируют негативное воздействие стресса на волосы и кожу.

Где содержится: лосось, скумбрия, тунец, орехи.

Метионин
Выше я писала, что данная аминокислота необходима для синтеза любых белков в человеческом организме, в том числе и кератина. Метионин не вырабатывается в организме, а потому должен поступать с продуктами питания.

Где содержится: яичный порошок, красная икра, сыры (особенно Пармезан), соя, молоко, кунжут, рыба, мясо.

Цинк
Малейший недостаток цинка может привести к выпадению волос, сухости кожи, ломкости ногтей и усталости. В клинических испытаниях было обнаружено, что добавки цинка значительно снижают выпадение волос у 62% пациентов с очаговой алопецией.

Где содержится: устрицы (одна порция устриц дает 493% от рекомендуемой суточной нормы потребления цинка), говядина, фасоль, крабы, обогащенные злаки, орех кешью, миндаль, овсянка.

Кроме вышеперечисленных питательных веществ, на здоровье волос также влияют витамин B6, витамин A, витамин C, селен, кремний, железо и кальций, поэтому стоит добавить в рацион продукты, богатые этими веществами.


Наконец-то можно выдохнуть) Я старалась объять необъятное охватить как можно больше подтем, связанных с кератином, при этом не сделать пост слишком скучным, и не повториться с той информацией, которая уже есть на сайте. Надеюсь, у меня это получилось, и вы узнали для себя что-то новое

Желаю всем красивых, здоровых, густых и длинных волос!


С уважением,
Ссылки на научные статьи:

Что такое кератин (и зачем он нужен волосам)

С развитием косметической индустрии и с расширением ассортимента средств по уходу за волосами стали часто говорить о кератин. Но что такое кератин, какую функцию он выполняет и зачем нужен волосам, знают немногие.

Выпрямление волос кератином (фото: @brazilianblowout)

Что такое кератин

Кератин – это роговое вещество, входящее в состав структуры волоса. От количества кератина зависит внешний вид волос, их здоровье, блеск, эластичность, шелковистость. Иными словами, кератин – жизненно важное вещество для наших волос, и если мы хотим иметь красивую шевелюру, нам необходимо заботиться о том, чтобы этот полезный строительный  материал был в нужном количестве. Если в волосах содержание кератина приближается к 100%, то есть, максимальное, 100 волос могут выдержать нагрузку в 10 килограммов, а целой шевелюре подвластен вес в 12 тонн! И все это благодаря кератину.

Из чего состоит кератин

В нашем организме наряду с разными процессами протекает процесс кератинизации – отложение кератина в эпидермисе. Процесс кератинизации происходит все время, именно благодаря ему со временем обновляется кожа, новые клетки сменяют ороговевшие частички, и у нас растут волосы. Кератин, содержащийся в волосах, образовывается в волосяной луковице, откуда поступает в основание волоса. Только что образовавшийся кератин очень прочен, поэтому волосы, у корней здоровые, крепкие, блестящие, на них отсутствуют расслоение и повреждения.

Кератин состоит из серы и цистина, который, в свою очередь, тоже богат серой. Кератин в волосах относится к твердым, однако некоторые компоненты волосяной структуры образуют и мягкий кератин. Это роговое вещество защищает эпидермис от перепадов температур, химичесих поражений и даже от вредоносных бактерий, но естественно, с течением времени и внешних условий эта защита ослабевает, кератин уже не может выполнять своих функций и сам разрушается. 

Что вызвает разрушение кератина

Это могут быть алкоголь, химические вещества, поступающие как извне так и снаружи, высокая температура. Именно поэтому от постоянного пользования щипцами-плойками, горячими бигуди, волосы истончаются и начинают сечься – кератин в них постепенно разрушается. Но естественно, кератин разрушается не в один момент, а постепенно, проходя через определенные преобразования.

Существует кератин а и кератин b. Кератин а довольно прочен, в отличие от кератина b, но если волос подвергается испытанию на прочность, растягивается, то кератин а быстро превращается в b. Здоровый волос очень эластичен и может безболезненно растягиваться на 5% от исходной длины. Если растянуть волос на четверть его длины, кератин а превращается в кератин b, если продолжать усилие далее – структура волоса разрывается. То же самое делают с кератином и другие негативные воздействия – механические и химические.

Чрезмерная электризация волос также связана с недостатком кератина, который является изолирующим веществом и препятствует образованию статического электричества.

Кератинизация или образование кератина

Кератин, как можно догадаться, не может вырабатываться в организме сам по себе. Для того чтобы процесс кератинизации происходил постоянно и без сбоев, чтобы волосы содержали как можно большее количество этого вещества, необходимо, чтобы в организм поступало достаточное количества определенных веществ. При соблюдении всевозможных диет волосы довольно быстро на это реагируют, им не хватает строительного и защитного материала, они становятся ломкими и тусклыми.

Кератин – это белок, поэтому достаточное количество белковых продуктов гарантирует бесперебойное образование кератина. Когда белок поступает в организм, он немедленно расщепляется и разносится важнейшим органам и тканям, в том числе, и волосяным луковицам.

Специалисты рекомендуют употреблять белок вместе с кислыми фруктами и овощами – при таком сочетании белки лучше усваиваются организмом и более эффективно работают. Кислота способствует большей выработке желудочного сока, который расщепляет молекулы, иначе кератин может и не образоваться. Ускоряет белковый обмен витамин В6, содержащийся в орехах, печени, сое.

Блеск волосам обеспечивает цистин, который содержится в кератине. Цистин легко добыть из продуктов, богатых белком – мясо, рыба, соя, сыр.

Косметика с кератином в помощь волосам

Сегодня есть профессиональные средства для волос, которые содержат кератин, или же некоторые фирмы-производители выпускают препарат, называемый жидким кератином. Такие продукты – настоящее спасение для сильно поврежденных волос.

Волосы со слабой структурой под воздействием жидкого кератина просто оживают, увеличиваются в объеме, становятся гладкими на ощупь и блестящими, сами становятся способными защищать себя от вредного внешнего воздействия.

Реклама от партнёров

Вам может понравиться (или пригодиться):

Химический состав волос — FASHION HAIR — LiveJournal

Чтобы правильно ухаживать за волосами желательно иметь представление о химическом составе волос и их строении.
Сейчас очень популярны услуги ухода за волосами на основе кератина,в описании средств часто встречаются слова : «липиды», «аминокислоты» и т.д. Итак,что же это такое и зачем это нужно?
Уход за волосами включает в себя уход за корнем волоса, находящимся под кожей, и его стержнем — наружной частью волоса.
Прочность и здоровье волос определяется их внутренней частью — кортексом. Кортекс это ороговевшие клетки, содержащие белок кератин. За «содержимое» кортекса отвечает корень волоса. Соответственно, что бы кортекс был здоровым и сильным нужно правильно питаться.
Необходимую защиту волосам создает наружная оболочка стержня волоса — кутикула.За кутикулой необходимо ухаживать, что бы сохранить ее целостность

А теперь о химическом составе волоса.

Волос на 78% состоит из белка альфа — кератина, обогащенного микроэлементами и витаминами, на 15% из воды, на 6% из липидов.

Поскольку кератин это белок, то его составляющими являются аминокислоты.
Аминокислотные цепи связаны между собой поперечными мостиками аминокислотных остатков. Поперечные связи придают кератину плотность и эластичность.
Кутикула состоит из тонких пластинок заходящих одна за другую. Она плотно облегает кортекс обеспечивая его защиту. У молодого волоса кутикула насчитывает примерно 10 слоев, но со временем их количество уменьшается из-за износа кутикулы.
Сверху кутикулу покрывает липидный слой — производное сальных желез волоса. Липидный слой волос включает в себя не только жирные кислоты (олеиновая, пальмитиновая, стеариновая), но и эфиры воска.
Кутикула, а вернее ее липидный слой очень чувствителен к солнечным лучам. И чем больше мы находимся на солнце, тем сильнее он разрушается. Вода, пропитывая волос, приподнимает чешуйки кутикулы. Чтобы не повредить структуру кутикулы нежелательно расчесывать мокрые волосы.
В помощь кутикуле существуют кондиционеры для волос, силиконы, гели и масла, склеивающие чешуйки и предупреждающие повреждения волос.
Наши волосы, способны накапливать в себе различные химические вещества.Все, что мы едим и пьём, отражается на их состоянии. Загрязненность окружающей среды тоже оставляет свой след на волосах.

С  химическим составом волос разобрались,а теперь о питании: 


В чем же нуждаются наши волосы в первую очередь?Принято говорить, что в белках. Но это не совсем верно, поскольку все съедаемые нами белки, наш организм расщепляет сначала на более мелкие «строительные кубики» — аминокислоты, а затем из полученных аминокислот начинает строить собственные белки.Поэтому корню нашего волоса нужны определенные аминокислоты. А именно гистидин, лизин, тирозин, цистин.
Аминокислоты для питания волос.

Гистидин — участвует в процессах роста и обновления тканей организма, в образовании кровяных телец и является предшественником гистамина (гормона, спасающего нас от аллергенов). Особенно нуждаемся мы в гистидине во время воспалительных процессов, после получения травм и в стрессовых ситуациях. Теперь вы понимаете, почему стресс отрицательно влияет на наши волосы?  Он не только ведет к сужению кровеносных сосудов, но и «съедает» гистидин, необходимый для роста волос.

По данным Всемирной Организации Здравоохранения, нам нужно получать 12 мг гистидина на килограмм нашего веса  в день. В принципе, порция мяса (но мяса, а не колбас и прочих полуфабрикатов) покроет ваши потребности в гистидине. Если вы не едите мяса, то можно получать гистидин из сыров, лососевых рыб, арахиса, сои, пророщенных семян пшеницы.

Лизин — так же участвует в восстановлении и росте тканей, в частности, отвечает за нормальную структуру волос. А еще, лизин ускоряет процесс расщепления жиров, а значит, необходим при целлюлите и варикозе. Кроме того лизин — источник хорошего настроения. И, увы, он активно расходуется при стрессах.Содержится в молочном, мясном и рыбном белках, в сое, чечевице, в пророщенных зернах пшеницы. Можно принимать в качестве пищевой добавки, лизин не накапливается в организме.

Тирозин — необходим для нормальной работы щитовидной железы, предотвращает ломкость и выпадение волос. Тирозин является предшественником меланина и отвечает за пигментирование волос и кожи. Стресс, совершенно бессовестно, расходует наш тирозин. Содержат тирозин авокадо, миндаль, молочные продукты, кунжут.

Цистин — входит в состав волос. Обеспечивает их серой необходимой для построения кератина. Нехватка цистина явление редкое, поскольку он содержится во всех мясных, молочных и соевых продуктах, а так же в овощах.

 Следующий, необходимый для питания волос компонент — незаменимые жирные кислоты.

Альфа-линолевая кислота (Омега-3),линолевая кислота (Омега-6) и архидоновая кислота. Вместе, эти три кислоты, составляют основу витамина F. Не вырабатываются организмом и должны поступать с пищей. Без них нарушается химический состав волоса, и волосы становятся сухими и ломкими.Норма потребления жирных кислот не выяснена. Находятся они в рыбе, сухофруктах, авокадо, арахисе, сое и миндале. Но самый лучший их источник льняное и оливковое масла. Разумеется, холодного отжима. Внимание! Тепловая обработка разрушает жирные кислоты.

Витамины и питание волос.

Прежде всего, это витамины антиоксидантной защиты — А, Е и С.

Витамин А. 
Волос без него просто не вырастет. Витамин А регулирует процессы роста и восстановления клеток кожи и всех ее производных, т. е волос и ногтей. Кроме того, как антиоксидант, витамин А защищает наши волосы от вредного воздействия UV — лучей.

Витамин Е.

Применительно к волосам — нормализует кровообращение в коже головы, улучшая питание волос. Витамин А без витамина Е не усваивается.

Витамин С
предупреждает разрушение волосяных луковиц и укрепляет стенки кожных капилляров.

Витамины группы В.

Если начать принимать комплекс витаминов группы В, то уже через месяц вы отметите заметные улучшения в состоянии волос и ногтей. Витамины группы В, необходимы для работы мозга и нервной системы. Без витаминов группы В рост волос невозможен. Витамины В можно безбоязненно брать в качестве добавок. Они водорастворимы и не накапливаются в организме.

Микроэлементы и питание волос.

Железо

В день нам необходимо получать 20 мг железа. Его дефицит ведет к нарушению химической структуры волоса и, как следствие, к расслоению стержня и облысению.

Йод

Участвует в жировом, белковом и водно-электролитном обмене. В день нам нужно  100 – 150 мг (для взрослых) и 175 – 200 мг (для кормящих и беременных). При нехватке йода волосы ломаются, тускнеют, а стержень истончается.

Калий

 Способствует проницаемости клеточных оболочек, что бы сделать возможным прохождение различных солей в клетку. Ежедневная потребность в калии составляет 1,2 – 2 г. При нехватке калия развивается сухость кожи, слабость и потускнение волос, замедление их роста.

Кальций

 Отвечает за свертываемость крови. Суточная потребность —  от 0,45 до 1,2 г в день. При хронической нехватке, волосы становятся жесткими, волосяные фолликулы отмирают, волосы, естественно выпадают.

Кремний

Без него кожа и волосы теряют свою эластичность, поскольку нарушается синтез коллагена и эластина. В день нам надо   20 – 30 мг кремния.

Цинк

Без него человек жить не в состоянии. Применительно к нашей теме цинк обеспечивает восстановление клеток кожи и регулирует работу сальных желез. Суточная доза цинка — 12 – 16 мг. Нехватка цинка ведет к облысению и себореи кожи головы и лица.

Я не буду тут приводить список продуктов  содержащих минеральные вещества. Вы без труда найдете их в интернете.

Цель же этой статьи, показать, что правильный уход за волосами начинается с правильной еды. Т.е корень волоса должен получать все необходимые вещества изнутри.
 

Кератин для волос

Природный белок кератин — один из главных структурных элементов наших волос. Именно из него на 78-80% состоит человеческий волос. Этот уникальный белок содержится не только в волосах. Например, рог носорога и клюв попугая формируются благодаря этому чудесному белку. Перья птиц, паутина — это белок ?-кератин, нить тутового шелкопряда и наши ногти — также содержат кератин. Белок кератин один из самых прочных белков и уступает только хитину.


Кератин в волосах
Стержень волоса покрыт мельчайшими чешуйками, и чем плотнее эти чешуйки прилегают друг к другу, тем лучше поверхность волоса отражает свет, благодаря чему здоровый волос гладкий и блестящий. Если чешуйки неплотно прилегают друг к другу, то поверхность волоса шероховатая, волос не отражает света, становится тусклым, он поврежден, ему не хватает влаги. Такой волос теряет полезные вещества, а из окружающей среды в него проникают вредные элементы.

Белок кератин — это самый действенный и эффективный протеин, действует как заплатка, он помогает восстановить структуру волос. Кератин нерастворим по своей природе, однако благодаря химическим исследованиям сегодня стало возможным добавление его в шампуни, маски и бальзамы, что помогает излечить поврежденный волос и придать ему блеск, эластичность и гладкость.

Еще кератин присутствует во многих косметических процедурах, таких как восстановление и ламинирование волос. Более того, теперь эти процедуры можно выполнять не только в салонах, но и в домашних условиях. Так что заботиться о волосах становится все удобнее и проще.

Но все эти маски, шампуни и процедуры, для восполнения кератина нужны поврежденным волосам. А как сохранить свой природный кератин и как пополнять его запасы естественными природными методами? Давайте попробуем разобраться…


Кератин – это сложный протеин, в состав кератина входят аминокислоты, которые могут образовывать разнообразные соединения, придавая кератину различные свойства – он может становиться плотным, как в клюве попугая, так и в длинных прямых волосах, или мягким, как в кудрях младенца.

Кератин волос синтезируется особыми клетками кератиноцитами в волосяной луковице и входит в состав тонких ороговевших клеток кутикулы – наружного слоя волоса. Кутикула защищает наши волосы от внешних повреждений — именно благодаря кератину ее клетки подобно черепице плотно покрывают волос и предохраняют его. Кератин защищает волосы от ветра и холода, от повреждений при использовании фенов и щипцов, от разрушения при окрашивании и химической завивке и многих других вредных факторов, которым мы сами подвергаем свои волосы в погоне за красотой или просто по беспечности.

При этом, у разных людей разное количество кератина в волосах, а посему и волосы различны. Количество кератина в волосах славян, азиатов и африканцев отличается.


Волосы африканцев только на 80-85% состоят из кератина, ведь их волосам нужна гибкость, чтобы создавать воздушную подушку и предохранять голову от чрезмерного перегревания на солнце. Волосы европейцев состоят из кератина на 89-90%, а у азиатов – до 95% из-за жесткости климата с резкими перепадами температуры воздуха и сильными ветрами, при которых волосам необходима плотная кератиновая защита.

А еще — волосы брюнеток содержат больше кератина, нежели волосы блондинок, поскольку светлые волосы легко отражают солнечные лучи, а темные – нуждаются в плотной защите. В кудрявых волосах кератина меньше, чем в прямых, ведь изгибы натуральных кудрей предполагают мягкую структуру кутикулы с минимальным содержанием кератина, а ровные длинные волосы, как в чехол, одеты в плотный слой кутикулы с высоким содержанием кератина. Вот так все мудро придумано в природе…


Тогда почему нашим волосам не хватает кератина?
Негативное воздействие окружающей среды, неправильное питание и вредные привычки, стрессы, неразумные диеты, купания в морской воде и испепеляющее солнце – все это может стать причиной потери волосами кератина. Помимо этого активными разрушителями кератина являются частые химические завивки и окрашивания волос аммиачными красками.

Как узнать, что волосам не хватает кератина?
Недостаток кератина делает кутикулу пористой и хрупкой. В результате защитный слой волоса перестает удерживать влагу, и волосы становятся сухими, ломкими и истонченными. Если количество кератина в роговом слое уменьшается, чешуйки кутикулы волоса неплотно прилегают друг к другу и топорщатся, поэтому пряди выглядят тусклыми и безжизненными, кончики секутся, волосы путаются, пушатся и плохо поддаются укладке.

Как восполнить нехватку кератина в волосах?
Восполнить дефицит кератина в волосах поможет рациональное питание, шампуни и маски для волос с кератином, кератиновое выпрямление волос.


Питание для восполнения дефицита кератина
Для продуцирования аминокислот, входящих в состав кератина волос организму необходимы сера, азот, кремний и еще ряд микроэлементов, которым богаты животные белки – мясо, рыба, птица, кисло-молочные продукты. Кроме того, витамин В6 ускоряет белковый обмен и способствует производству кератина. Основные источники витамина В6 для организма считаются орехи, соя и печень. Быстрому усвоению микроэлементов и расщеплению их на аминокислоты для производства кератина помогут фрукты и овощи.

Рациональное питание «кератиновыми» продуктами в течение 4-6 недель значительно улучшит состояние волос.

Это особенно следует взять во внимание вегетарианцам, которые отказываются от мяса, птицы, рыбы. Бережливость к природе это хорошо, но все должно быть в меру – полный отказ от животной пищи не сделает вас красивее, умнее и здоровее. Человеку разумному не нужно полное воздержание от мяса, птицы и рыбы, достаточно периодически поститься – по примеру православных постов, когда более половины дней в году нужно воздерживаться от пищи животного происхождения, а в остальные дни можно позволить кусочек рыбки или куриную котлетку, а может и кусочек шашлычка…

В следующей публикации Милитта подробно расскажет о средствах и процедурах, посредством которых можно максимально быстро восполнить дефицит кератина в волосах, сделав их блестящими и красивыми.


Определение кератина общее значение и понятие. Что это такое кератина

Много раз мы находим слово кератин в упаковке различных продуктов или в средствах массовой информации. Однако этот термин не является частью словаря Королевской испанской академии ( RAE ).

Правильное понятие в нашем языке — кератин, полученный из греческого кератина . Кератин, следовательно, является ошибочным словом, которое сделано с недостатком правописания.

Короче говоря, кератин — это белок, который отличается высоким уровнем серы . Он является важным компонентом поверхностных слоев эпидермиса позвоночных животных и частей, полученных из этих слоев, таких как волосы, ногти, рога и перья .

Как и все белки, кератин — это макромолекула (молекула, которая характеризуется большими размерами), которая образована линейными цепями аминокислот. В случае альфа-кератина его аминокислотные цепи содержат цистеиновые мономеры, которые продуцируют дисульфидные мостики. Бета-кератин, с другой стороны, содержит очень мало цистеина или напрямую не содержит этого вещества.

Благодаря кератину различные структуры тела приобретают твердость и устойчивость. Кератин, например, является очень важным элементом волос : фактически каждый волос состоит в основном из кератина.

Поэтому, когда волосы повреждаются по нескольким причинам (например, из-за хлора в бассейне, химикатов шампуня или тепла тарелки), можно провести обработку кератином, чтобы восстановить его силу.

Поскольку определенные кератины появляются в количествах, превышающих нормальные, у пациентов с определенными типами рака, измерение уровня конкретных кератинов в кровотоке способствует планированию и оценке лечения онкологических заболеваний.

ПРИРОДНЫЙ БЕЛОК КЕРАТИН ОДИН ИЗ ГЛАВНЫХ СТРУКТУРНЫХ

ПРИРОДНЫЙ БЕЛОК КЕРАТИН — ОДИН ИЗ ГЛАВНЫХ СТРУКТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НАШИХ ВОЛОС. ИМЕННО ИЗ НЕГО НА 78 -80% СОСТОИТ ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ВОЛОС. ЭТОТ УНИКАЛЬНЫЙ БЕЛОК СОДЕРЖИТСЯ НЕ ТОЛЬКО В ВОЛОСАХ. НАПРИМЕР, РОГ НОСОРОГА И КЛЮВ ПОПУГАЯ ФОРМИРУЮТСЯ БЛАГОДАРЯ ЭТОМУ ЧУДЕСНОМУ БЕЛКУ. ПЕРЬЯ ПТИЦ, ПАУТИНА — ЭТО БЕЛОК ? -КЕРАТИН, НИТЬ ТУТОВОГО ШЕЛКОПРЯДА И НАШИ НОГТИ — ТАКЖЕ СОДЕРЖАТ КЕРАТИН. БЕЛОК КЕРАТИН ОДИН ИЗ САМЫХ ПРОЧНЫХ БЕЛКОВ И УСТУПАЕТ ТОЛЬКО ХИТИНУ.

Кератин в волосах Стержень волоса покрыт мельчайшими чешуйками, и чем плотнее эти чешуйки прилегают друг к другу, тем лучше поверхность волоса отражает свет, благодаря чему здоровый волос гладкий и блестящий. Если чешуйки неплотно прилегают друг к другу, то поверхность волоса шероховатая, волос не отражает света, становится тусклым, он поврежден, ему не хватает влаги. Такой волос теряет полезные вещества, а из окружающей среды в него проникают вредные элементы. Белок кератин — это самый действенный и эффективный протеин, действует как заплатка, он помогает восстановить структуру волос. Кератин нерастворим по своей природе, однако благодаря химическим исследованиям сегодня стало возможным добавление его в шампуни, маски и бальзамы, что помогает излечить поврежденный волос и придать ему блеск, эластичность и гладкость. Еще кератин присутствует во многих косметических процедурах, таких как восстановление и ламинирование волос. Более того, теперь эти процедуры можно выполнять не только в салонах, но и в домашних условиях. Так что заботиться о волосах становится все удобнее и проще.

Кератин – это сложный протеин, в состав кератина входят аминокислоты, которые могут образовывать разнообразные соединения, придавая кератину различные свойства – он может становиться плотным, как в клюве попугая, так и в длинных прямых волосах, или мягким, как в кудрях младенца. Кератин волос синтезируется особыми клетками кератиноцитами в волосяной луковице и входит в состав тонких ороговевших клеток кутикулы – наружного слоя волоса. Кутикула защищает наши волосы от внешних повреждений — именно благодаря кератину ее клетки подобно черепице плотно покрывают волос и предохраняют его. Кератин защищает волосы от ветра и холода, от повреждений при использовании фенов и щипцов, от разрушения при окрашивании и химической завивке и многих других вредных факторов, которым мы сами подвергаем свои волосы в погоне за красотой или просто по беспечности. При этом, у разных людей разное количество кератина в волосах, а посему и волосы различны. Количество кератина в волосах славян, азиатов и африканцев отличается.

почему нашим волосам не хватает кератина? Негативное воздействие окружающей среды, неправильное питание и вредные привычки, стрессы, неразумные диеты, купания в морской воде и испепеляющее солнце – все это может стать причиной потери волосами кератина. Помимо этого активными разрушителями кератина являются частые химические завивки и окрашивания волос аммиачными красками. Как восполнить нехватку кератина в волосах? Восполнить дефицит кератина в волосах поможет рациональное питание, шампуни и маски для волос с кератином, кератиновое выпрямление волос. Питание для восполнения дефицита кератина Для продуцирования аминокислот, входящих в состав кератина волос организму необходимы сера, азот, кремний и еще ряд микроэлементов, которым богаты животные белки – мясо, рыба, птица, кисло-молочные продукты. Кроме того, витамин В 6 ускоряет белковый обмен и способствует производству кератина. Основные источники витамина В 6 для организма считаются орехи, соя и печень. Быстрому усвоению микроэлементов и расщеплению их на аминокислоты для производства кератина помогут фрукты и овощи.

Работу выполнила Виктория Хасан

Что такое кератин — 23 Сентября 2016 — БЛОГ

ЧТО ТАКОЕ КЕРАТИН, ВСЕМ ЛИ ОН НЕОБХОДИМ?

Что такое кератин?

Именно такой вопрос задала мне на днях моя 4-летняя дочь. Подобрав с пола челюсть, я тщетно пыталась выяснить, где она вообще услышала это слово, так как разговоры дома о моем больном увлечении волосами у нас не приняты, и телевизора нет, так что даже рекламы, где можно было бы подхватить новое слово,  бедный ребенок лишен.

Внятного ответа от дочки мне получить не удалось — не иначе, как тайком ночами читает мой блог, пытаясь выяснить, что же отвлекает маму от игр с нею. Пора ставить на ноутбук пароль.

Ответ же на поставленный вопрос прост до невозможности и даже в 4 года прекрасно усваивается.

Кератин — это то, из чего состоят наши волосы. Это вещество белковой природы, которое относится к классу протеинов. Иные виды белков (протеинов) являются родственными для кератина и в некоторых случаях способны его замещать.

Стержень волоса состоит из 3 слоев, интересовать из которых нас будут лишь 2 — самый верхний (кутикула) и средний (кортекс = корковый слой). Медулла (мозговой слой) в современном мире значения не имеет и у некоторых людей ее вообще нет. 

Как кортекс, так и кутикула, состоят преимущественно из белкового вещества — собственно, кератина. Разница лишь в том, что волокно кортекса сформировано в основном многократно перекрученными спиральными «нитями», а кутикула существует в виде чешуйчатых пластин, в несколько слоев покрывающих кортекс. 

Однако, как мы видим, в структуре кортекса присутствует также матричный белок (кератин). Именно он, заполняя пространство между фибриллами (спиральным кератином) наряду с влагой и жирами, также входящими в состав межклеточного матрикса, обеспечивает всей «конструкции» эластичность и податливость. Не будь его, наши волосы представляли бы собой просто жесткие «палки», торчащие из головы.

Вся конструкция кортекса состоит примерно на 60% из спирального белка и на 40%  — из межклеточного матрикса, представляющего собой не спиральный белок (кератин), воду, жиры, следовые количества металлов и пигменты меланина. 

Как испортить (повредить) кератин?

Элементарно. 

Кутикула ежедневно соскабливается некачественными расческами. Отрывается микро-кусочками при мытье, сушке, контакте с одеждой и трении волос друг об друга.

«Взрывается» при стойком окрашивании волос, завивке и выпрямлении. 

Утраченные чешуйки кутикулы восстановить невозможно, ведь волос растет от корня и по длине не регенерирует. 

Многие популярные средства, в том числе и профессиональные, предлагают сымитировать  утраченный внешний слой волоса, намазав на него тяжелые и плотные пленкообразователи (в отличие от большинства силиконов). 

Какие именно?

1) Воски (основа маски L’oreal Absolute Repair).

Что увидим в составе?

Candelilla Cera / Candelilla Wax, Cetyl Esters, Jojoba Esters, Microcrystalline Wax, Cera Alba / Beeswax, Ozokerite, Ceresin, Paraffin, Petrolatum, Mineral Oil.

2) Не гидролизованные белки, в том числе кератин (основа ампул Dikson Ristrutturante).

Что увидим в составе?

Кератин (Keratin), растительные и животные белки (Wheat protein, Milk protein, Rice protein и др.), Collagen, Elastin без пометки Hydrolyzed.

3) Стеарин (основа известной Sebastian Penetraitt Treatment) — продукт гидролизации животного жира, самое распространенное сырье для производства свечей. 

Что увидим в составе?  

Stearyl Alcohol, Triisostearin, Stearic Acid, Hydroxystearic Acid.

4) Растительная целлюллоза (основа ламинирования Sebastian и других ламинатов).

Что увидим в составе?  

Hydroxyethylcellulose, Cellulose.

Все перечисленное выше, разумеется,  не лечение, это замазка. Причем замазка плотная и обычным шампуням, как правило, неподвластная. Накопление на волосах таких элементов лишает их возможности «подпитаться» нужными им компонентами из наносимого ухода, обрекая по сути на окончательную гибель.

Что касается непосредственно кератина.

Внешнему слою волос он не нужен — как мы выяснили, восстановить кутикулу нереально, кератином в том числе. А нужен кератин среднему слою волос — кортексу. 

Но в отношении этой «нужды» существует 3 крайне устойчивых мифа.

Первый — что кератин нужен всем и каждому. Что в корне неверно — в восполнении кератина нуждаются только те волосы, которые испытывают в нем нехватку. Если же «набивать» кератином нормальные волосы, у которых и собственного кератина полно, их просто разорвет изнутри, и вы получите обратный эффект — а именно, ломкость и другие повреждения. 

Второй — что при виде слова «кератин» в составе маски / бальзама нужно немедленно впасть в экстаз, обмазаться ею с ног до головы и решить, что теперь-то уж ваши волосы восстановлены. 

Во-первых, при выборе средства с кератином (или другим белком)  важна его концентрация. И если вы видите искомый кератин / протеин во второй половине списка состава (ингредиенты по INCI перечисляются в порядке убывания массовой доли) рядом с отдушками и консервантами, то его там слишком мало для терапевтического эффекта (читать подробнее о том, как разбирать состав).

Во-вторых, чтобы проникнуть в структуру волос, протеин должен быть расщеплен до более мелкого размера (что в составе обозначается пометкой Hydrolyzed). В противном случае он играет лишь роль замазки для кутикулы. 

Именно по этой причине домашние яично-сметанные «укрепления» обречены на провал — белок в них, как вы понимаете,  никто не расщеплял. 

И третий миф — что кератином можно восстановить волосы с любой степенью повреждений. То есть имея на голове драное мочало, можно потратиться на кератиновую масочку и все будет в шоколаде. 

Увы, чудес не бывает. 

Привнесенными извне молекулами кератина можно насытить только межклеточный матрикс, которого, как мы помним, около 40% в структуре кортекса (а самого белка в нем еще меньше, так как 10-13% занимают вода, жиры и пигменты).

То есть компенсировать утрату межклеточного вещества (в части кератина) — можно. Но это меньше половины от того, из чего состоят волосы. Если же вы умудрились испортить самое основное волокно кортекса (спиральный кератин), способа его восстановить не существует. 

А потому при таком повреждении волос им неизбежно настанет конец, сколько бы кератина вы не намазывали себе на голову. 

Ситуация с применением «правильных» кератиновых средств на какое-то время, скорее всего, улучшится, но в конечном итоге волос будет разрушен. Именно поэтому я всегда говорю, что если ваши волосы уже ломаются, посеклись или начали завязываться в узелки, спасать эти «трупы» уже бесполезно. Все равно все придется отстричь. 

Кстати, в этом свете меня бесконечно веселят пассажи о том, что, дескать, тонировать волосы после осветления нужно для того, чтобы «насытить» волос пигментами, дабы таким образом «укрепить» его. Вы на строение кортекса взгляните. 

Сколько в структуре кортекса «свободного» вещества (межклеточного матрикса)? Примерно 40%. А сколько из этих 40% занимают пигменты?

Но, конечно, именно пигментами можно спасти волос от разрушения,  «заполнив» ими структуру волос, ага.

Конечно, волосам лучше с тонировкой, чем без нее, это факт. Однако уповать на одни только пигменты, имея поврежденные окрашенные волосы, не стоит. 

И последнее.

Ряд процедур (как кератиновое выпрямление, химическое окрашивание волос и др.) влияют помимо самого спирального белка волос еще и на связи между его волокнами. 

То есть плотно скрученные и изначально связанные между собой фибриллы: 

Теряют часть необходимых им связей. Итог чему (при критическом воздействии на волосы) весьма печален:

От этого, увы, никакой кератин не спасет. И вообще ничего не спасет, хотя Olaplex и пытается убедить в обратном.

Какое именно по счету воздействие  именно на ваши волосы станет критическим, никто заранее не предскажет.

Например, тонкие окрашенные волосы после процедуры кератинового выпрямления обычно начинают массово ломаться (не сразу, спустя 3-4 месяца). 

Многие еще и не связывают этот процесс (из-за разрыва по времени) с выпрямительным мероприятием, и грешат на новую маску / шампунь / то, что во время стрижки Луна оказалась не в том зодиаке и прочее, что подвернется под руку.

А вот толстые азиатские волосы иногда способны выдержать даже не одно, а несколько таких выпрямлений, и при этом остаться на месте. 

РЕЗЮМЕ

Способов испортить данный вам от природы кератин — масса. 

А вот способов его восстановить — не так уж и много. Да и тому есть пределы. 

Кератин не увлажняет волосы и не питает их, но может частично «достроить» структуру поврежденных волос,  а также играть роль пленкообразователя. 

Кератин — вовсе не волшебная палочка, способная преобразить любые волосы, а иногда средства на его основе волосам и вовсе не нужны. 

Подходите к выбору средств для волос разумно и с оглядкой на состав, так шанс получить именно то, что нужно, существенно увеличивается. 

Мои любимые линейки, основанные именно на кератине / протеинах:

— Fibre Force Bonacure: маска, шампунь, кондиционер

— кератиновое протезирование L’anza

— шот Extreme Redken Chemistry

— молекулярный концентрат Matrix Kick Up Protein 

И топ неудачников, основанных также на кератине / протеинах:

— Joico K-PAK Revitaluxe

— Joico K-PAK Reconstructor

— Matrix Keratindose Conditioner

— Dikson Ristrutturante

— Sebastian Penetraitt Treatment.

Что такое кератин? Почему это важно для человеческих волос?

Кератин принадлежит к семейству нерастворимых волокнистых структурных белков, которые образуют основной структурный компонент волос, ногтей, когтей, копыт и шерсти.

Кератин является сильным белком, а аминокислоты, из которых образуют его, обладают рядом уникальных свойств. В зависимости от содержания различных аминокислот кератин может быть твердым и негибким или мягким.

Кератин имеет решающее значение для волос, но также является важным структурным компонентом всех клеток мягких тканей нашего тела.

Волосы состоят из белка. Около 91% волос составляет белок , состоящий из цепочек аминокислот. Эти цепочки аминокислот связаны между собой амидными или пептидными связями.

Характерная устойчивость кератина зависит от его аминокислотного состава и последовательности, а также от определенного фолдинга белка, который получается в результате. Наличие в кератине серосодержащей аминокислоты цистеина придает волосам силу и блеск.

Волосы состоят из кератина.В волосах много аминокислот – разные источники говорят 16, 18 или 20. В кутикуле волос больше аминокислот, чем во внутренних частях волосяного волокна, и это потому, что белки расщепляются на аминокислоты, и в большей степени в кутикула.

Четыре важных аминокислоты

Важные аминокислоты для производства кератина включают лизин, цистеин, аргинин и метионин. Тем не менее, широко распространенная аминокислота, такая как глютамин, естественным образом вырабатывается организмом и также необходима для роста волос.

Живые клетки вашей кожи, известные как кератиноциты , , производят сильную белковую цепь, известную как кератин, основной компонент кожи и волос. Мы рассмотрим 4 важные аминокислоты для производства кератина —

  • Лизин — незаменимая аминокислота, которая помогает стимулировать выработку коллагена и восстанавливать поврежденные волосы . Исследования также показали, что выпадение волос можно уменьшить с помощью добавок лизина. Идеальными пищевыми источниками этой аминокислоты являются бобовые, орехи, спирулина, красное мясо, рыба и молочные продукты.
  • Цистеин – около ¼ кератина состоит из цистеина, который косвенно способствует защите волосяных фолликулов . Цистеин, как и метионин, также снабжает волосковые клетки серой. Организм способен производить собственный цистеин, который поступает из таких продуктов, как молочные продукты, бобовые, брокколи и птица.
  • Аргинин – помимо помощи в производстве кератина, аргинин является важной аминокислотой, которая способствует укреплению иммунной системы, что помогает свести к минимуму выпадение волос, связанное с болезнями.Исследования показали, что для людей, которые красят волосы, эта аминокислота также может помочь защитить их волосы от вредного воздействия обесцвечивания. Аргинин также необходим для производства оксида азота, молекулы, которую вырабатывает наш организм и которая важна для уменьшения воспаления и облегчения роста волос. Хорошие пищевые источники аргинина включают говядину, молочные продукты, рыбу, семена подсолнечника и орехи.
  • Метионин – незаменимая аминокислота и мощный антиоксидант .Это хороший источник серы, дефицит которой может привести к выпадению волос. Эта аминокислота, которая также является липотропной — расщепляет жиры и предотвращает их накопление в артериях — может предотвратить преждевременное выпадение волос, поскольку она снабжает клетки волос серой для их укрепления. Диетические источники включают яйца, рыбу, орехи и злаки.

Цикл роста волос

Цикл роста волос проходит через 3 фазы – Анаген , 1-я фаза, длящаяся от 2 до 6 лет, Катаген , 2-я фаза, во время которой волосы превращаются в кератин. Телоген — это 3-я стадия цикла, когда выпадают волосы, снова начиная с фазы анагена.

Если аминокислоты недостаточно поступают в клетки волосяных фолликулов, уровень кератина падает, что приводит к замедлению роста волос.

Организм использует около 22 аминокислот , чтобы способствовать синтезу белка в организме. Эти белки важны, поскольку они служат гормонами, ферментами и нейротрансмиттерами и формируются в тканях, мышцах и органах.Девять из этих аминокислот считаются незаменимыми, поскольку они не синтезируются в организме, но могут поступать либо с пищей, либо с добавками.

Важный нерастворимый белок, кератин состоит из многих аминокислот, наиболее распространенной из которых является цистин , который придает волосам большую часть их силы.

Вот почему многие производители производят средства с кератином, которые, как они утверждают, улучшают состояние волос. Они включают серосодержащие аминокислоты в продукты, зная, что кератин является ключевым структурным белком волос и ногтей.Выпускают добавки с сульфурированными аминокислотами, витаминами и минералами.

Оптимизация волос и иммунитет с помощью питания

Помимо нанесения на волосы продуктов, улучшающих кератин, и приема биодобавок, содержащих биоразлагаемый кератин, вы также можете повысить уровень кератина, потребляя продукты, которые используются для его производства.

Соблюдайте диету, богатую белком , потому что белок обеспечивает аминокислоты, необходимые кератиноцитам для производства кератина.Также полезно употреблять продукты, богатые железом, так как железо помогает эритроцитам переносить кислород к волосяным фолликулам. От этого выиграют не только ваши волосы, но и ваша иммунная система.

ПРИНИМАЙТЕ ПРАВИЛЬНОЕ КОЛИЧЕСТВО ВИТАМИНОВ ДЛЯ ВАШИХ ВОЛОС

Разработан для восполнения пробелов в женском рационе.*

SHOP KERAHEALTH HAIR

Кератин — Энциклопедия Нового Света

Микроскопия кератиновых нитей внутри клеток.

Кератин представляет собой любой из семейства жестких и нерастворимых волокнистых структурных белков, которые образуют главный, твердый, неминерализованный структурный компонент волос, шерсти, рогов, ногтей, когтей, копыт и других тканей позвоночных, а также часть различные структуры беспозвоночных.Кератин как биологический материал может соперничать по прочности только с хитином.

Кератины присутствуют во всех эпителиальных клетках, как в клетках, покрывающих внешние поверхности организмов, так и на внутренних поверхностях, таких как слизистая оболочка пищеварительного тракта. Кератины помогают эпителиальным клеткам поддерживать целостность их соединений, поскольку кератины обычно охватывают всю внутреннюю ширину клетки и косвенно связаны с кератинами в соседних клетках через межклеточные соединения, называемые десмосомами.Рог, копыта, ногти, волосы и другие твердые и прочные материалы на основе кератина, растущие у животных, производятся эпителиальными клетками, приспособленными к выращиванию большого количества кератина, а затем отмирают как отдельные клетки, оставляя кератин, чтобы помочь сформировать структуру, ценную для человека. все животное.

Прочность и упругость кератина зависят от его аминокислотного состава и последовательности, а также от конкретной укладки белка, которая получается в результате. В частности, преобладание в кератине серосодержащей аминокислоты цистеина с его способностью образовывать прочные ковалентные химические связи между атомами серы (дисульфидный мостик) способствует приданию прочности и жесткости.Сложность, связанная только с одним этим типом белка, поразительна, и все же он сформирован огромным разнообразием живых организмов.

У одного животного существуют различные типы кератинов. Кератин в питательном отношении бесполезен для человека, так как не гидролизуется пищеварительными ферментами, но его можно использовать в качестве удобрения, поскольку он медленно расщепляется бактериями (Bender and Bender 2005).

Применение у животных

Кератины являются основным компонентом структур, вырастающих из кожи позвоночных.Эти структуры включают в себя:

  • У млекопитающих волосы (включая шерсть), рога, ногти, когти, мозоли и копыта, которые состоят в основном из α-кератинов
  • У рептилий чешуя, когти, а у черепах, таких как черепаха, морская черепаха, панцири, которые состоят в основном из β-кератинов
  • У птиц перья, клювы и когти состоят в основном из β-кератинов

α-кератины формируются в основном в виде спиральных волокон, тогда как β-кератины формируются в основном в виде бета-слоев.Некоторые бета-слои также обнаружены в α-кератинах (Kreplak et al. 2004).

Например, волосы, нитевидные отростки кожи, встречающиеся только у млекопитающих, состоят из волокон, состоящих из неживых клеток, основным компонентом которых является белок кератин, длинная цепь (полимер) аминокислот, которая естественным образом образует α-спиральное волокно и впоследствии наматывает два волокна α-спирали вместе, чтобы сформировать гораздо более прочную «скрученную спираль» волокно, характерное для α-кератина. Кератинизированные клетки возникают в результате деления клеток в матрице волоса у основания волосяного фолликула и плотно упакованы вместе.

Кератин (высокомолекулярный) в клетках желчных протоков и овальных клетках печени мышей

Кератин также является основной частью клеток зубной эмали млекопитающих и пластинок усового уса китов-фильтраторов. Хотя в настоящее время трудно быть уверенным, среди палеонтологов преобладает мнение, что чешуя, когти, клювы и некоторая защитная броня динозавров, скорее всего, состояли из кератина. У кистеперых рыб наружный слой космоидной чешуи был кератиновым.

Среди беспозвоночных членистоногие, такие как ракообразные, часто имеют части своей брони или экзоскелета из кератина, иногда в сочетании с хитином, который представляет собой твердый полупрозрачный полисахарид, который является основным компонентом панцирей ракообразных, таких как крабы, омары и креветки. У членистоногих, однако, хитин часто модифицируется путем включения в затвердевший белковый матрикс кератина, что дает более жесткий экзоскелет, чем это наблюдается, например, при использовании хитина в мягкой, более гибкой стенке тела гусеницы.

Кератин также может быть интегрирован в хитинофосфатный материал, из которого состоят панцирь и щетинки (щетинки) многих брахиопод. Кератины также обнаруживаются в желудочно-кишечном тракте многих животных, в том числе круглых червей (которые также имеют наружный слой из кератина).

Молекулярная биология и биохимия

Свойства, которые делают структурные белки, такие как кератины, полезными, зависят от их надмолекулярной агрегации, т.Свойства коллективов белковых нитей зависят от свойств отдельных полипептидных нитей, которые, в свою очередь, зависят от их аминокислотного состава и последовательности. Мотивы α-спирали и β-листа, а также дисульфидные мостики занимают центральное место в архитектуре и агрегации кератинов.

Дисульфидные мостики

Цистеин, аминокислота с тиоловой функциональной группой -SH. Цистин с дисульфидной связью (-S-S-), соединяющей два цистеиновых остатка.

Кератины содержат большое количество серосодержащей аминокислоты цистеина, которая характеризуется тиоловой функциональной группой -SH, состоящей из атома серы и атома водорода.В кератиновом полимере, который изначально чрезвычайно гибок, тиоловые группы имеют тенденцию образовывать пары и в результате окисления образовывать ковалентную серо-серную, то есть дисульфидную, связь с потерей двух протонов и двух электронов. Дисульфидная связь, также называемая SS-связью или дисульфидным мостиком, обеспечивает общую связность, представленную C-S-S-C, в которой «C» представляет ближайший следующий атом углерода и весь остаток связанной аминокислоты. Выражаясь более формально, когда цистеин окисляется, он может образовывать цистин, который представляет собой два остатка цистеина (cys), соединенных дисульфидной связью (cys-S-S-cys) между группой -SH.

Дисульфидные мостики придают дополнительную прочность и жесткость за счет постоянного термостабильного сшивания — роль, которую серные мостики также играют в вулканизированном каучуке. Человеческий волос примерно на 14 процентов состоит из цистеина. Резкий запах горелых волос и резины возникает из-за образующихся соединений серы. Обширное дисульфидное связывание способствует нерастворимости кератинов, за исключением диссоциирующих или восстанавливающих агентов.

Более гибкие и эластичные кератины волос имеют меньше межцепочечных дисульфидных мостиков, чем кератины ногтей, копыт и когтей млекопитающих (гомологичные структуры), которые более твердые и больше похожи на свои аналоги у других классов позвоночных.Волосы и другие α-кератины состоят из α-спирально закрученных одиночных белковых нитей (с регулярными внутрицепочечными Н-связями), которые затем скручиваются вместе в сверхспиральные или спирально-скрученные канаты, которые могут быть дополнительно свернуты. β-кератины рептилий и птиц представляют собой β-складчатые листы, скрученные вместе, затем стабилизированные и затвердевшие с помощью дисульфидных мостиков.

Глицин и аланин

Общая структура молекулы аминокислоты. Для глицина, простейшей аминокислоты, R на рисунке заменен на -H.Для аланина R заменен метильной группой -Ch4. Аминогруппа (-Nh3) находится слева, а карбоксильная группа (-СООН) справа.

Кератины содержат высокую долю наименьшей из 20 аминокислот, глицина, чья «боковая группа» представляет собой один атом водорода. Они также содержат высокую долю следующего по величине аланина, функциональной боковой группой которого является малая и незаряженная метильная группа. В случае β-листов эта высокая доля простых и нейтральных боковых групп обеспечивает стерически беспрепятственную водородную связь между амино- и карбоксильными группами пептидных связей на соседних белковых цепях, способствуя их тесному выравниванию и прочному связыванию.Молекулы волокнистого кератина могут закручиваться друг вокруг друга, образуя промежуточные филаменты с двойной спиралью.

Тройная спираль (несвязанного) структурного белка коллагена, обнаруженного в коже, хрящах и костях, также имеет высокий процент глицина, как и белок соединительной ткани эластин, который также имеет высокий процент аланина. Фиброин шелка паука, считающийся β-кератином, может содержать глицин и аланин в качестве 75–80 процентов от общего количества аминокислот, при этом дополнительные 10–15 процентов составляют серин, а остальные представляют собой аминокислоты с объемными боковыми группами.Цепочки антипараллельны, с чередующейся ориентацией C → N (Ophardt 2003). Преобладание аминокислот с небольшими нереакционноспособными боковыми группами характерно для структурных белков, для которых плотная упаковка Н-связями важнее химической специфичности.

Угловое покрытие

У млекопитающих имеются мягкие эпителиальные кератины, цитокератины и твердые кератины волос. По мере того, как некоторые клетки кожи дифференцируются и становятся ороговевшими, прекератиновые полипептиды включаются в промежуточные филаменты.В конце концов, ядро ​​и цитоплазматические органеллы исчезают, метаболизм прекращается, и клетки подвергаются запрограммированной гибели по мере того, как они полностью ороговевают.

Клетки эпидермиса содержат структурную матрицу кератина, которая делает этот внешний слой кожи почти водонепроницаемым и вместе с коллагеном и эластином придает коже прочность. Растирание и давление вызывают разрастание кератина с образованием защитных мозолей, полезных для спортсменов и на кончиках пальцев музыкантов, играющих на струнных инструментах.Кератинизированные эпидермальные клетки постоянно теряются и заменяются (например, перхоть).

Эти твердые покровные структуры образованы межклеточным цементированием волокон, образованных из мертвых ороговевших клеток, образовавшихся в специализированных слоях глубоко в коже. Волосы постоянно растут, а перья линяют и восстанавливаются. Составляющие белки могут быть филогенетически гомологичны, но несколько различаться по химической структуре и надмолекулярной организации. Эволюционные отношения сложны и известны лишь частично.Для β-кератинов в перьях было идентифицировано несколько генов, и это, вероятно, характерно для всех кератинов.

Другим примером ороговевших клеток являются ногти. Согласно Левиту и Буасси (2001), ногтевая пластинка состоит из «плотно упакованных, полностью ороговевших, многослойных пластинок ороговевших клеток» (Левит и Буасси, 2001). По существу, клетки эпидермиса содержат структурную матрицу кератина.

Клетки ногтевого матрикса дифференцируются и создают ногтевую пластинку за счет уплощения, расширения и фрагментации ядер с накоплением цитоплазматических микрофибрилл (Levit and Boissy 2001).По мере ороговения клеток кожи, исчезновения ядра и цитоплазматических органелл и прекращения метаболизма клетки полностью ороговевают. Твердые структуры образуются путем межклеточного цементирования волокон, образованных из мертвых ороговевших клеток. Считается, что кератины в ногтевой пластинке удерживаются на месте окружающими глобулярными матриксными белками с высокой концентрацией дисульфидных связей между цистином (а не с помощью кальций, как в костях), создавая жесткую структуру (Levit and Boissy 2001).

Шелк

Шелковые фиброины, продуцируемые насекомыми и пауками, часто классифицируют как кератины, хотя неясно, связаны ли они филогенетически с кератинами позвоночных.

Шелк, обнаруженный в куколках насекомых, а также в паутине и яичных оболочках, также имеет скрученные β-складчатые листы, включенные в волокна, свернутые в более крупные надмолекулярные агрегаты. Структура фильер на хвостах пауков и вклад их внутренних желез обеспечивают замечательный контроль над быстрым выдавливанием.Шелк паука обычно имеет толщину от 1 до 2 микрометров (мкм) по сравнению с примерно 60 мкм для человеческого волоса и больше для некоторых млекопитающих. (Волосы или мех встречаются только у млекопитающих.) Биологически и коммерчески полезные свойства шелковых волокон зависят от организации множества смежных белковых цепей в твердые кристаллические области разного размера, чередующиеся с гибкими аморфными областями, где цепи случайным образом расположены. спиральный (АМО 2002).

Несколько аналогичная ситуация возникает с синтетическими полимерами, такими как нейлон, разработанными в качестве заменителя шелка.Шелк из кокона шершня содержит дублеты диаметром около 10 мкм с сердцевиной и покрытием и может быть расположен до 10 слоев; также в бляшках переменной формы. Взрослые шершни также используют шелк в качестве клея, как и пауки.

Медицинское значение

Некоторые инфекционные грибы, такие как грибки, вызывающие эпидермофитию стопы, стригущий лишай и хитридиомикоз земноводных (вызываемый хитридиозом, Batrachochytrium dendrobatidis ), питаются кератином.

Заболевания, вызванные мутациями в кератиновых генах, включают:

  • Простой буллезный эпидермолиз
  • Буллезный ихтиоз Сименса
  • Эпидермолитический гиперкератоз
  • Стеатоцистома множественная

Хотя кератин нерастворим и с трудом гидролизуется пищеварительными ферментами (Bender and Bender 2005), его можно использовать для покрытия пилюль, предназначенных для растворения в кишечнике.Добавка для жвачных также производится из пропаренной перьевой муки (Bender and Bender 2005).

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

  • Австралийский музей онлайн. 2002. Пауки: Шелковая структура. Австралийский музей онлайн . Проверено 23 мая 2008 г.
  • Бендер, Д. А. и А. Э. Бендер. 2005. Словарь продуктов питания и питания . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN 0198609612.
  • Креплак, Л. Дж.Дусе, П. Дюма и Ф. Брики. 2004. Новые аспекты перехода альфа-спирали в бета-лист в растянутых твердых альфа-кератиновых волокнах. Biophys J 87(1): 640-7. Проверено 23 мая 2008 г.
  • .
  • Левит, Е.К., и Р.Е. Буасси, Р.Е. 2001. Глава 6. Фундаментальная наука о ногтевом узле. В Р. К. Фрейнкель и Д. Т. Вудли. Биология кожи . Нью-Йорк: паб Парфенон. Группа. ISBN 1850700060.
  • Ophardt, CE 2003. Вторичный белок — структура. Виртуальный учебник по химии .Проверено 23 мая 2008 г.

Кредиты

New World Encyclopedia писатели и редакторы переписали и дополнили статью в Википедии в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно осуществляться в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа.Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. На использование отдельных изображений, лицензированных отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

Кератин в волосах — пересадка волос в Хьюстоне

Что такое кератин

Кератин — это белок, который содержится в коже, волосах и ногтях человека, а также в физических характеристиках многих животных различных видов.Существует два основных типа белков кератина: один известен как альфа-кератин, а другой известен как бета-кератин. Белки альфа-кератина производятся людьми и другими млекопитающими, тогда как белки бета-кератина создаются в телах других видов животных, таких как рыбы и рептилии. Белки кератина могут быть мягкими и легко сгибаемыми, если они находятся в волосах, или невероятно твердыми, с которыми нельзя легко манипулировать, как с копытами или зубами животных. Независимо от того, является ли белок мягким или твердым, клетки кератина обычно уже мертвы к тому времени, когда из них формируются волосы, кожа или копыта.Обычно мертвые кератиновые клетки защищают нежную ткань, которая находится под ними. Несмотря на то, что наиболее распространенные формы кератиновых клеток мертвы к тому времени, когда они становятся видимыми, о них все же можно заботиться посредством регулярного ухода и правильного питания. Это особенно важно, когда речь идет о здоровье человеческих волос, произведенных с использованием кератиновых белков.

Роль кератина

Кератин является жизненно важным белком для производства кожи, волос и ногтей человека. На самом деле около 95% состава волос — это просто кератин.К тому времени, когда на теле появляются волосы, клетки уже мертвы. Поскольку волосы не видны до тех пор, пока кератиновые белки не станут мертвыми клетками, для здоровых волос жизненно важно обеспечить организм адекватным питанием, чтобы регулировать рост кератиновых белков, пока они все еще активны внутри тела. Витамины А и D особенно важны, когда речь идет о производстве кератиновых белков. Потребление надлежащего количества этих витаминов, а также многих других витаминов для производства здорового количества кератина в организме — отличный способ обеспечить здоровый рост новых волос, ногтей и кожи.В случае, если волосы повреждены, доступны кератиновые добавки и средства для ухода за волосами, чтобы восстановить содержание кератина в волосах, чтобы привести их в естественное, здоровое состояние.

  • Кератин (PDF): в этом документе представлена ​​подробная информация и диаграммы для объяснения структуры белков кератина.
  • Кератиноциты: этот ресурс предоставляет информацию обо всей покровной системе и функциях многих клеток, включая кератиноциты.
  • Роль белков кератина: В этом документе представлена ​​информация о роли белков кератина в отношении структуры и роста волос.
  • Кожа, волосы и ногти. Здесь рассматриваются основы анатомии человека, включая слои кожи и функции кератина.
  • Что такое человеческие волосы? Человеческие волосы намного сложнее, чем может показаться снаружи. Переход по этой ссылке дает читателям дополнительную информацию о составе человеческих волос.
  • Структура белков кератина: На этом веб-сайте обсуждается структура белков кератина.
  • Структура кожи: на этом веб-сайте представлена ​​полезная схема трех слоев кожи и объясняется, чем полезен кератин.
  • Альфа-кератин: здесь даны определения и объяснения различных волокнистых белков, включая альфа-кератин и коллаген.
  • Волосы и ногти. На этом веб-сайте обсуждается состав волос и ногтей, а также местонахождение кератина.
  • Белки: Здесь рассматриваются функции и состав многих белков, обнаруженных в организме.
  • Структура и функция кератина: здесь приводятся простые определения терминов, связанных со структурой и функциями кератина, в дополнение к фотографиям белков кератина.

Кератин в природе

Несмотря на то, что человеческие волосы являются наиболее известным источником белков кератина, кератин фактически содержится во многих других видах. Другие млекопитающие производят альфа-кератин, который отвечает за рост меха, овечьей шерсти, копыт и рогов. Рептилии, птицы, земноводные и рыбы производят бета-кератин, который отвечает за рост чешуи, клюва, перьев и кожи. Причина роста кератиновых белков, приводящая к этим физическим характеристикам животных, аналогична таковой у людей; это для защиты основной ткани.Кератин также играет очень важную роль в выживании животных против хищников, так как многие защитные механизмы, такие как когти и панцири, созданы с помощью белков кератина.

  • Покровы: Этот ресурс объясняет покровы и типы твердых тканей, связанных с кожей животных и человека.
  • Структура, функции и механические свойства кератина (PDF): Существуют различные функции, которые кератин выполняет в организме человека и в мире животных. В этом документе содержится подробная информация обо всем, что представляет собой кератин, и в очень понятной форме.
  • Птицы и медведи и изголовье кровати: кератин! Кератин встречается во многих местах, помимо человеческих волос, и эта ссылка описывает множество различных мест, где кератин встречается у животных.
  • Рога и рога: Рога и рога многих различных видов животных сделаны из кератина. Развитие рогов и рогов объясняется на этом сайте.
  • Кератин в зубах: кератин содержится в зубах многих млекопитающих. Этот документ объясняет формирование зубов у многих животных.
  • Биология перьев: Этот ресурс объясняет строение перьев птиц, состоящих из кератина.
  • Рога и бивни: у слонов и носорогов есть бивни и рога, но бивни слона сделаны из слоновой кости, а бивни носорога — из кератина. В этом документе представлены изображения и объяснения различий между бивнями из слоновой кости и кератиновыми рогами.
  • Кератин в шерсти (PDF): в этом документе объясняется, как белки кератина помогают овцам формировать шерсть.
  • Усатые киты: На этом сайте рассматриваются физические характеристики усатых китов, в том числе кератиновые пластины, обнаруженные во рту усатых китов.
  • Иглы дикобраза: этот ресурс информирует читателей о том, какую роль играет кератин в развитии игл дикобраза.

Интересные факты о кератине

  • Мозоли на теле (чаще всего на руках и ногах) возникают, когда организм вырабатывает слишком много кератина в результате частого трения о кожу.
  • Стригущий лишай — это инфекция, вызываемая грибками, известными как дерматофиты, которые питаются кератином и способны жить на нем.
  • Поскольку кератин содержится в волосах, коже и ногтях, многие косметические компании начали создавать косметические продукты, содержащие кератин.
  • Млекопитающие производят альфа-кератин, в то время как другие животные, такие как рептилии, производят бета-кератин.
  • Белки кератина отвечают за производство ногтей человека, чешуи рептилий, игл дикобраза и даже птичьих перьев.
  • Добавки, содержащие кератин, предназначены для людей с истончением и выпадением волос.
  • Часто шелковые волокна, созданные пауками для плетения сетей и захвата других насекомых, состоят из белков кератина.
  • У усатых китов во рту есть пластины из затвердевшего кератина, которые известны как ус. Кератиновые пластины помогают этому виду китов фильтровать пищу.
  • Панцири черепах и черепах, а также когти и усы кошек состоят из белков кератина.
  • Кератин отвечает за водостойкость кожи.

Кератин | Encyclopedia.com

Кератин — очень прочный белок, обеспечивающий структуру нескольких типов живых тканей.Он является основным компонентом волос и копыт млекопитающих, ногтей и рогов млекопитающих и рептилий, чешуи рептилий и рыб, птичьих перьев, птичьих клювов и внешнего слоя кожи у большинства животных. Кератин образует прочную волокнистую матрицу для этих тканей. Важным качеством кератина является его способность изгибаться в нескольких направлениях без разрывов.

Микроскопическая структура кератина является ключом к его долговечности и гибкости. Молекулы этого белка закручиваются в спирали, называемые альфа-спиралями. содержат много дисульфидных связей (связей между парами ионов серы).Дисульфидные связи особенно стабильны и могут сопротивляться действию протеолитических ферментов, специализирующихся на расщеплении белков. Кератин также нерастворим в воде. Когда человеческие волосы выпрямляются или завиваются в салоне красоты, необходимо использовать специальные химические вещества для разрыва дисульфидных связей. Разрыв и последующая реконфигурация этих связей позволяет волосам менять форму. Окончательная форма зависит от взаимного расположения ионов серы в новых связях.

Защитные структуры, содержащие кератин, образуются в результате процесса, называемого кератинизацией.При ороговении клетки-предшественники определенных типов тканей сначала мигрируют из зародышевого слоя в свое целевое местоположение. Затем волокна кератина постепенно внедряются в клетки-предшественники, вытесняя клеточные органеллы , такие как ядро ​​ митохондрии . Эти органеллы резорбируются и не присутствуют в зрелом типе ткани. Дифференцированная, зрелая ороговевшая ткань неживая и неспособна к сенсорному восприятию. Ороговевшие структуры растут за счет дополнительной миграции дифференцирующихся зародышевых клеток , а не за счет деления существующих клеток ткани.

Ороговевшие ткани могут образовываться на основе кожи или кости. Кератинизированные структуры, такие как волосы и ногти, внедряются в кожу. Мозоли на руках или ногах представляют собой насыпи кератина, образовавшиеся в результате повторяющихся нагрузок на определенный участок кожи. Другие структуры, такие как рога быка, укоренены в костном стержне.

Кератинизированные структуры приобретают широкий спектр характеристик в зависимости от толщины белковых слоев. Волосы тонкие и гибкие, тогда как чешуя часто жесткая и непроницаемая.Кератин также присутствует в острых структурах, таких как шипы и иглы дикобраза.

см. также Кость; хитин.

Джуди П. Шин

Библиография

Балин, Артур К., Лоретта Пратт Балин и Мариетта Уиттлси. Жизнь кожи: что она скрывает, что показывает и как сообщает. Нью-Йорк: Bantam Books, 1998.

Фрейзер, Р. Д. Б., Т. П. Макрей и Г. Е. Роджерс. Кератины — их состав, структура и биосинтез. Springfield, IL: Charles C. Thomas, 1972.

Науки о животных Шин, Джуди П.

Кожа: слои, структура и функции

Обзор

Три слоя кожи поверх мышечной ткани.

Что такое кожа?

Кожа — самый большой орган тела, состоящий из воды, белков, жиров и минералов. Ваша кожа защищает ваше тело от микробов и регулирует температуру тела. Нервы в коже помогают вам чувствовать такие ощущения, как тепло и холод.

Ваша кожа вместе с волосами, ногтями, сальными и потовыми железами является частью покровной (in-TEG-you-ME I NT-a-ree) системы.«Покровный» означает внешнее покрытие тела.

Анатомия

Какие слои кожи?

Кожа состоит из трех слоев ткани:

  • Эпидермис , верхний слой.
  • Дерма , средний слой.
  • Гиподерма , нижний или жировой слой.

Что делает эпидермис (верхний слой кожи)?

Ваш эпидермис — это верхний слой кожи, который вы можете увидеть и потрогать.Кератин, белок внутри клеток кожи, составляет клетки кожи и вместе с другими белками склеивается, образуя этот слой. Эпидермис:

  • Действует как защитный барьер : Эпидермис препятствует проникновению бактерий и микробов в ваше тело и кровоток и возникновению инфекций. Он также защищает от дождя, солнца и других элементов.
  • Создает новую кожу : Эпидермис постоянно производит новые клетки кожи. Эти новые клетки заменяют примерно 40 000 старых клеток кожи, которые ваше тело теряет каждый день.У вас новая кожа каждые 30 дней.
  • Защищает ваше тело : Клетки Лангерганса в эпидермисе являются частью иммунной системы организма. Они помогают бороться с микробами и инфекциями.
  • Придает цвет коже : Эпидермис содержит меланин, пигмент, придающий цвет коже. Количество меланина определяет цвет вашей кожи, волос и глаз. Люди, у которых вырабатывается больше меланина, имеют более темную кожу и могут быстрее загорать.

Что делает дерма (средний слой кожи)?

Дерма составляет 90% толщины кожи.Этот средний слой кожи:

  • Содержит коллаген и эластин : Коллаген — это белок, который делает клетки кожи сильными и эластичными. Другой белок, содержащийся в дерме, эластин, сохраняет гибкость кожи. Это также помогает растянутой коже восстановить свою форму.
  • Отращивает волосы : Корни волосяных фолликулов прикрепляются к дерме.
  • Держит вас на связи : Нервы в дерме сообщают вам, когда что-то слишком горячее для прикосновения, зудит или очень мягкое. Эти нервные рецепторы также помогают вам чувствовать боль.
  • Делает масло : Сальные железы в дерме помогают сохранить кожу мягкой и гладкой. Масло также предотвращает поглощение кожей слишком большого количества воды, когда вы плаваете или попадаете под ливень.
  • Вырабатывает пот : Потовые железы в дерме выделяют пот через кожные поры. Пот помогает регулировать температуру тела.
  • Снабжает кровью : Кровеносные сосуды в дерме снабжают эпидермис питательными веществами, сохраняя слои кожи здоровыми.

Что делает гиподерма (нижний слой кожи)?

Нижний слой кожи, или гиподерма, представляет собой жировой слой.Гиподерма:

  • Подушечки для мышц и костей : Жир в подкожной клетчатке защищает мышцы и кости от травм при падении или несчастном случае.
  • Содержит соединительную ткань : Эта ткань соединяет слои кожи с мышцами и костями.
  • Помогает нервам и кровеносным сосудам : Нервы и кровеносные сосуды в дерме (средний слой) увеличиваются в гиподерме. Эти нервы и кровеносные сосуды разветвляются, чтобы соединить гиподерму с остальной частью тела.
  • Регулирует температуру тела : Жир в подкожной клетчатке не дает вам переохлаждаться или перегреваться.

Из чего еще состоит кожа?

В одном дюйме вашей кожи содержится примерно 19 миллионов клеток кожи и 60 000 меланоцитов (клеток, вырабатывающих меланин или кожный пигмент). Он также содержит 1000 нервных окончаний и 20 кровеносных сосудов.

Условия и расстройства

Какие состояния и расстройства влияют на кожу?

Как внешняя система защиты организма, ваша кожа подвержена риску возникновения различных проблем.К ним относятся:

уход

Как защитить кожу?

С возрастом вы теряете коллаген и эластин. Это приводит к тому, что средний слой кожи (дерма) истончается. В результате кожа может обвиснуть и появиться морщины.

Хотя вы не можете остановить процесс старения, эти действия могут помочь сохранить более здоровую кожу:

  • Наносите солнцезащитный крем каждый день (даже если вы в основном находитесь в помещении). Выбирайте солнцезащитный крем с солнцезащитным фактором широкого спектра действия (SPF) не менее 30.
  • Не загорайте в помещении или на открытом воздухе . Загар вызывает повреждение кожи. Он старит кожу и может вызвать рак кожи.
  • Найдите здоровые способы справиться со стрессом . Стресс может ухудшить некоторые состояния кожи.
  • Регулярные проверки кожи и родинок для поиска изменений, которые могут быть признаками рака кожи.
  • Отказ от курения и употребления табачных изделий . Никотин и другие химические вещества в сигаретах и ​​электронных сигаретах быстрее старят кожу.
  • Используйте мягкие очищающие средства для умывания утром и вечером.
  • Регулярно принимайте душ и наносите увлажняющий лосьон для предотвращения сухости кожи.

Часто задаваемые вопросы

Когда следует обратиться к врачу?

Вам следует позвонить своему поставщику медицинских услуг, если вы испытываете:

  • Изменение размера, цвета, формы или симметрии родинки.
  • Кожа меняется как новая родинка.
  • Порез, который нельзя закрыть бытовой повязкой (может потребоваться наложение швов).
  • Тяжелые ожоги с образованием волдырей.
  • Признаки кожных инфекций, такие как красные полосы или желтые выделения.
  • Необъяснимая кожная сыпь или состояние кожи.

Записка из клиники Кливленда

Как самый большой орган тела, ваша кожа играет жизненно важную роль в защите вашего тела от микробов и элементов. Он поддерживает комфортную температуру тела, а нервы под кожей обеспечивают осязание. Это внешнее покрытие тела может иметь серьезные проблемы, такие как рак кожи, а также более распространенные проблемы, такие как прыщи и кожная сыпь.Ваш поставщик медицинских услуг может дать советы, которые помогут сохранить кожу здоровой.

Документ без названия

Волосы

Основным компонентом волосяного волокна является белок, называемый кератином. Белки представляют собой длинные молекулы, состоящие из аминокислот, связанных друг с другом. Белки кератина образуют цитоскелет (миниатюрный скелет внутри всех клеток) и являются основным компонентом клеток эпидермиса, волос и ногтей.

Кератин составляет 30% клеточного белка живых клеток эпидермиса и увеличивается до 85% в мертвых клетках эпидермиса.До 95% массы волосяного волокна приходится на кератин. Существует два типа кератина: мягкий и твердый. Мягкие кератины находятся в коже, в то время как твердые кератины находятся в волокнах волос и очень устойчивы к расщеплению пищеварительными ферментами.

Некоторые производители косметики заявляют, что выпускают продукты для волос, содержащие кератин для укрепления или стимулирования роста волос. Однако клетки волосяных фолликулов производят весь необходимый им белок кератин из аминокислот, поступающих с пищей.Употребление кератинового белка не способствует росту волос. Употребление в пищу твердых кератинов, содержащихся в волокнах волос, бессмысленно, поскольку они не могут расщепляться и всасываться. Кератины просто проходят прямо через кишечник. Тем не менее, в Австралии крайне редко встречается дефицит аминокислот, настолько серьезный, что это влияет на качество волосяного волокна. Некоторые лосьоны для волос утверждают, что содержат кератин, но местное нанесение кератина на волосы также не дает длительного эффекта. Кератин в основном вымывается в процессе мытья шампунем.

Начало волоса состоит из клеток, известных как кератиноциты, которые набухают от кератина. Клетки удлиняются, а затем отмирают, оставляя после себя белковые пучки. Переплетение молекул кератина образует длинные клубки, которые накапливаются в волосах. Кератиноциты, которые производят волосяное волокно, фактически поглощают близлежащие меланоциты, клетки, содержащие пигмент, и, следовательно, придают цвет волосяному волокну. По мере продвижения кератиноцитов к поверхности кожи они уплощаются и располагаются слоями.

Волосяное волокно выглядит простым, если смотреть невооруженным глазом. Однако существуют три отдельные части.

Кутикула, состоящая из мертвых, уплощенных эпителиальных клеток, перекрывающих друг друга.
Кортикальный слой, находящийся внутри кутикулы, состоит из сильного белка, называемого кератином, и пигмента меланина, придающего цвет волосам.
Продолговатый мозг находится в центре коры и содержит мягкие кубовидные ороговевшие клетки.

 

По всей длине белковых цепей существуют многочисленные мельчайшие заряды. Они притягиваются друг к другу и удерживают цепи близко друг к другу. Однако вода притягивается к этим зарядам и проникает в волокно волоса, разрушая притяжение между белковыми цепями. Это приводит к тому, что цепи немного расходятся. По этой причине волосы поглощают свой собственный вес в воде. Перед любой химической обработкой в ​​парикмахерской волосы часто замачивают в воде, чтобы белковые цепи разошлись, позволяя химической обработке проникнуть глубже в волосяное волокно.
Кератин, как и все белки, состоит из соединенных между собой аминокислот. Кератин, однако, содержит больше аминокислоты цистеина, чем другие белки. Эта особенность позволяет кератину образовывать очень прочные волокна. Вы видите, что цистеин содержит серу и способен создавать прочные поперечные связи от одной белковой цепи к другой. Эти поперечные звенья известны как дисульфидные звенья и препятствуют перемещению цепей друг относительно друга и удерживают их в определенной форме.

Какой основной белок содержится в волосах?

Из чего состоят три слоя волосяного волокна?

Почему вода легко впитывается волокнами волос?

Почему кератин такой сильный белок?

Почему волосы моют перед химической обработкой?

 

Кератины — Протеопедия, жизнь в 3D

Из Протеопедии

ссылка на протеопедию ссылка на протеопедию

Примечание: эта статья о кератинах была опубликована в Biochem.Мол. биол. Образовательный [1] . Пожалуйста, цитируйте его как Биохим. Мол. биол. Образовательный 42:93-4, 2014.

Кератин — это название, данное большому семейству гомологичных белков, имеющих филаментную (волокнистую) структуру. Эти белки экспрессируются в эпителиальных клетках и в клетках эпидермиса, где они собираются, образуя цитоскелетные структуры внутри клетки и производные эпидермиса, такие как волосы, ногти и рога [2] .

Кератины представляют самую большую ветвь в суперсемействе белков промежуточных филаментов (IF) [3] [4] .Кератины сгруппированы в два семейства, называемые кератинами типа I и типа II, на основании гомологии их последовательностей [5] . Аналогичным образом, другие белки IF также сгруппированы в семейства, называемые последовательно белками IF типов III, IV, V и VI, на основании гомологии их последовательностей [6] . Эти семейства включают десмин, виментин, нейрофиламентный белок и GFAP, которые экспрессируются в специфических тканях и типах клеток [3] . Ламины семейства IF расположены на ядерной пластинке и повсеместно экспрессируются [3] .

См. Кератин (иврит).

Промежуточные нити

В большинстве эукариотических клеток есть три основные системы цитоскелета: [7]

  • микрофиламенты, состоящие из субъединиц актина
  • Промежуточные нити
  • Микротрубочки, состоящие из субъединиц тубулина

Название «промежуточные филаменты» отражает сравнительную морфологию этих филаментов, так как их диаметр составляет около 8-12 нм; значение, которое является «промежуточным» между микрофиламентами диаметром 6-7 нм и микротрубочками диаметром 25 нм [8] .

И микрофиламенты, и микротрубочки собраны из глобулярных субъединиц актина и тубулина соответственно. Напротив, промежуточные филаменты (IFs) состоят из белков, которые имеют длинную волокнистую структуру, которая является результатом длинных участков альфа-спиральных доменов.

Основным строительным блоком каждого промежуточного филамента является димер пары спирально-скрученных белков IF (см. Спиралевидная спираль). Каждая кератиновая нить собрана в виде гетеродимера кератина I типа, свернутого вместе с кератином II типа. [5] . Другие типы IF в основном состоят из гомодимеров [3] .

Первичные структуры кератинов

У человека существует 54 функциональных гена, кодирующих кератины [9] [10] . Первые последовательности кДНК кератина человека показали, что существует два различных, но гомологичных семейства кератина [5] [11] . Эти два различных типа были названы кератином типа I и кератином типа II [5] .

Секвенирование генома человека показало, что гены кератина типа I и типа II расположены в двух кластерах, каждый из которых включает по 27 генов на хромосоме 17q21 и на хромосоме 12q13 соответственно [10] [12] .Соседнее расположение генов указывает на то, что эти кластеры генов развились в результате серии событий дупликации генов.

Определение последовательностей кератинов типа I и типа показало, что два типа кератинов имеют центральный сегмент длиной ~310 остатков, который имеет гомологию ~30%, но амино- и карбоксиконцевые области этих белков демонстрируют большое разнообразие [11 ] . В соответствии с первоначальными наблюдениями, секвенирование кератинов и др. белков промежуточных филаментов показало, что все белки IF имеют консервативный центральный домен и широко расходящиеся амино- и карбоксиконцевые области [13] .

Секвенирование и двумерный гель-электрофорез всего семейства кератинов выявили, что кератины типа I и типа II различаются по размеру и изоэлектрическим точкам [14] [15] . Кератины типа I, как правило, меньше (средняя длина 460 а.о.) и кислые (изоэлектрическая точка 4,4-5,4), тогда как кератины типа II более длинные (средняя длина 545 а.о.) и основные (изоэлектрическая точка 5-8,3). Как уже отмечалось, различия в размерах среди кератинов являются результатом различий в амино- и карбокси-концах белков [5] .

Вторичные структуры кератинов

Рис. 1. Расположение α-спиральных доменов (1А, 1В, 2А и 2В) в центральном стержне кератиновой субъединицы.

Первая модель альфа-спирали была предложена Полингом на основе кристаллографии шерстяных волокон [16] , которые показали наличие длинных спиральных сегментов [17] .

Анализ первой последовательности цитоскелетного кератина показал, что этот белок содержит центральный домен из ~310 остатков, который, как предсказано, в основном находится в конформации α-спирали [11] .Путем сравнительного анализа предсказанных структур кератина типа I, кератина типа II, десмина и виментина Ханукоглу и Фукс предположили, что все белки IF имеют центральный домен ~310 остатков, который содержит четыре сегмента в α-спиральной конформации, которые разделены предсказано, что три коротких линкерных сегмента находятся в конформации бета-поворота [5] . Эта модель была подтверждена анализом кристаллической структуры сегментов кератиновой спиральной катушки [18] .

Структуры головного и хвостового доменов кератинов сильно различаются и не выяснены.Основываясь на их последовательностях, предполагается, что эти домены не являются спиральными, вероятно, образуя глобулярные структуры, которые участвуют во взаимодействиях между субъединицами и другими белками каркаса клеточного цитоскелета [14] .

Третичные и четвертичные структуры кератинов

Кератиновые волокна трудно растворимы, и до сих пор не было возможности кристаллизовать цельный кератин или комбинацию кератиновых полимеров. Перед лицом этой трудности растворимые сегменты кератинов были созданы как с помощью протеолитического расщепления, так и с помощью генной инженерии для изучения структурных свойств кератинов [19] .

Как отмечалось выше, кератиновые нити состоят из гетеродимеров. Чтобы экспрессировать длинный сегмент 2B гетеродимера кератинов K5 и K14, Lee et al. трансформировали две кДНК в E. coli, выделили гетеромерный комплекс и кристаллизовали его. Структурный анализ выявил спиральную спиральную гетеродимерную структуру K5 и K14, переплетенных друг вокруг друга. Эти данные показывают, что кератиновая нить состоит из спирально-спирального гетеродимера, в котором сегменты 2В переплетены параллельно [18] .

Все имеющиеся на сегодняшний день данные указывают на то, что основной единицей кератиновой нити является левосторонний гетеродимер согласованной пары кератинов, выстроенных параллельно. Кератиновая нить шириной ~10 нм собирается в несколько этапов [14] :

  • Гетеро-димер: образован скручиванием подобранной пары кератинов типа I и типа II, которые образуют спиральную спираль.
  • Тетрамер: Образуется путем связывания двух гетеродимеров в антипараллельной ориентации. Точное выравнивание белков, т.е.е. какие спиральные домены лежат бок о бок, неизвестно.
  • Октамер: образован параллельным связыванием двух тетрамеров, содержащих в общей сложности восемь молекул кератина. Такой октамер называется протофибриллой .
  • Нити единичной длины (ULF): образованы латеральной — бок о бок — ассоциацией четырех протофибрилл. На поперечном сечении протофибрилла имеет 32 кератиновые цепи. ULF имеют длину ~ 60 нм и ширину ~ 20 нм.
  • Кератиновая нить: образована сквозной ассоциацией ULF.После сборки филамент уплотняется до ширины 10-12 нм.

Таким образом, в общей картине спиральные домены кератинов образуют костяк филаментов, а головной и хвостовой домены участвуют в связывании белков «конец в конец».

Связи, удерживающие спиральную структуру

Основной структурной единицей кератиновых нитей является гетеродимер кератина типа I и типа II. Кристаллическая структура спиральных доменов 2B кератинов K5 и K14 в виде спиральной спирали выявила связи, участвующие в прочном связывании двух субъединиц [18] .

Прежде чем перечислять связи, участвующие в связывании кератина с кератином, необходимо понять структуру α-спирали. Остов α-спирали состоит из атомов, участвующих в образовании пептидных связей, соединяющих аминокислотные остатки. Структуру спирали можно представить себе как цилиндр, вокруг которого намотана цепочка остатков. Центральная ось этого цилиндра определяет центральную ось спирали. R-группы остатков расположены перпендикулярно центральной оси.Таким образом, спиральная поверхность покрыта R-группами, выступающими наружу от центральной оси спирали.

Связывание двух спиральных доменов в переплетенную структуру требует, чтобы поверхности спиральных доменов содержали атомы или группы, участвующие в связывании двух цепей.

Белковые цепи могут связываться друг с другом несколькими типами связей:

  • Ковалентные связи. Пример: дисульфидная связь S-S между двумя цистеинами.
  • Ионные связи между заряженными остатками с дополнительным зарядом.Пример: Glu-Arg.
  • Гидрофобные взаимодействия между гидрофобными остатками. Пример: Леу-Вал.
  • Водородные связи между подходящими группами.

В доменах 2B кератинов типа I K14 и типа II K5, показанных на рис. 2, имеется два и один цистеин соответственно. Эти цистеины расположены далеко друг от друга и не могут образовывать дисульфидные мостики.

  • (Подождите несколько секунд для смены сцены)

Таким образом, дисульфидные мостики не могут быть ответственны за связывание K14 и K5.

Второй вариант – это ионные связи или солевые мостики между двумя кератинами.

Видно, что как кислотные, так и основные остатки выступают в основном к внешней поверхности двух кератинов и едва ли в пространстве между двумя кератинами. Контактная поверхность между двумя кератинами в скрученной катушке расположена между двумя кератинами. Таким образом, заряженные остатки не играют преобладающей роли в образовании спиральной катушки. В димере К14-К5 только 3-4 остатка участвуют в межцепочечных взаимодействиях.Тем не менее, эти остатки необходимы для нормального функционирования кератина [18] .

Гидрофобные остатки: основные точки контакта между цепями

Третий отмеченный выше вариант – гидрофобные взаимодействия между двумя кератинами.

Видно, что гидрофобные остатки располагаются преимущественно на границе раздела двух цепей и практически занимают пространство между этими цепями. Таким образом, гидрофобные остатки, которые могут ассоциироваться друг с другом в водной среде клетки, являются основными точками контакта между цепями в суперспирале.

Поскольку две цепи кератинов переплетаются параллельно, точки контакта вдоль всей спиральной катушки представляют собой шов вдоль двух белков. Спиралевидные структуры обнаружены во многих типах белков. В двухцепочечных спиральных белках гидрофобные остатки появляются в виде периодического паттерна, который был назван гептадным повтором [20] . В правильной α-спирали на один оборот спирали приходится 3,6 остатка. В левосторонней спиральной обмотке на виток приходится 3,5 остатка. Таким образом, в двухцепочечной спиральной обмотке есть повторяющийся образец из семи остатков, которые представлены буквами a-b-c-d-e-f-g.Остатки a и d в этой схеме являются гидрофобными. Эти два остатка определяют гидрофобный фланг для каждого белка. Этот периодический паттерн был впервые описан для кератинов шерсти как типа I, так и типа II [21] , а позже наблюдался также и для кератинов цитоскелета [5] . Кристаллические структуры сегмента 2B кератинов K14 и K5 обеспечили окончательное подтверждение роли этих гидрофобных остатков в образовании спиральных спиралей [18] .

Трехмерная структура кератина

Обновлено 12 октября 2021 г.

4zry, 6e2j, 6uui – катушка hKRT1 домен 2B + катушка hKRT1 домен 2B – человек
6ec0 – катушка hKRT10 домен 1B + спираль hKRT1 домен 1B coil 1B домен + hKRT10 coil 1B домен
3tnu — hKRT14 остатки 295-422 + hKRT5 остатки 350-477
6jfv — hKRT14 остатки 327-421 (мутант) + hKRT5 остатки 379-476
3asw, 4f1z — hKRT10 пептид фактора агрегации B

Ссылки

  1. ↑ Ханукоглу I, Эзра Л.Протеопедическая статья: спирально-спиральная структура кератинов. Biochem Mol Biol Educ. 2014 янв-февраль;42(1):93-4. doi: 10.1002/bmb.20746. Epub 2013, 22 ноября. PMID: 24265184 doi: http://dx.doi.org/10.1002/bmb.20746
  2. ↑ Молл Р., Диво М., Лангбейн Л. Кератины человека: биология и патология. Гистохим клеточной биологии. 2008 г., июнь; 129 (6): 705-33. doi: 10.1007/s00418-008-0435-6. Epub, 7 мая 2008 г. PMID:18461349 doi:10.1007/s00418-008-0435-6
  3. 3,0 3,1 3,2 3.3 Годсел Л.М., Хоббс Р.П., Грин К.Дж. Сборка промежуточных филаментов: динамика болезни. Тенденции клеточной биологии. 2008 Январь; 18 (1): 28-37. PMID:18083519 doi:10.1016/j.tcb.2007.11.004
  4. ↑ Эрикссон Дж.Э., Дечат Т., Грин Б., Хельфанд Б., Мендес М., Паллари Х.М., Голдман Р.Д. Внедрение промежуточных филаментов: от открытия к болезни. Джей Клин Инвест. 2009 июль; 119 (7): 1763-71. DOI: 10.1172/JCI38339. Epub 2009, 1 июля. PMID: 19587451 doi: 10.1172/JCI38339
  5. 5,0 5,1 5.2 5,3 5,4 5,5 5,6 Hanukoglu I, Fuchs E. Последовательность кДНК кератина цитоскелета II типа выявляет постоянные и вариабельные структурные домены среди кератинов. Клетка. 1983 г., июль; 33 (3): 915-24. PMID:6191871
  6. ↑ Фукс Э. Цитоскелет и болезни: генетические нарушения промежуточных филаментов. Анну Рев Жене. 1996; 30:197-231. PMID:8982454 doi:10.1146/annurev.genet.30.1.197
  7. ↑ Suozzi KC, Wu X, Fuchs E. Spectraplakins: главные организаторы динамики цитоскелета.Джей Селл Биол. 2012 14 мая; 197 (4): 465-75. doi: 10.1083/jcb.201112034. PMID:22584905 doi:10.1083/jcb.201112034
  8. ↑ Уэйд Р.Х. На микротрубочках и вокруг них: обзор. Мол Биотехнолог. 2009 г., октябрь; 43 (2): 177–91. doi: 10.1007/s12033-009-9193-5. Epub 2009, 30 июня. PMID:19565362 doi:10.1007/s12033-009-9193-5
  9. ↑ Schweizer J, Bowden PE, Coulombe PA, Langbein L, Lane EB, Magin TM, Maltais L, Omary MB, Parry DA, Rogers MA, Wright MW. Новая согласованная номенклатура кератинов млекопитающих. Джей Селл Биол.2006 г., 17 июля; 174 (2): 169–74. Epub 2006, 10 июля. PMID: 16831889 doi: 10.1083/jcb.200603161
  10. 10,0 10,1 Гессе М, Зимек А, Вебер К, Магин ТМ. Комплексный анализ кластеров генов кератина у человека и грызунов. Eur J Cell Biol. 2004 г., февраль; 83 (1): 19–26. PMID: 15085952
  11. 11,0 11,1 11,2 Hanukoglu I, Fuchs E. Последовательность кДНК эпидермального кератина человека: расхождение последовательности, но сохранение структуры среди белков промежуточных филаментов.Клетка. 1982 ноябрь; 31(1):243-52. PMID:6186381
  12. ↑ Schweizer J, Langbein L, Rogers MA, Winter H. Кератины, специфичные для волосяных фолликулов, и их заболевания. Разрешение ячейки опыта. 2007 10 июня; 313(10):2010-20. Epub 2007, 14 марта. PMID:17428470 doi:10.1016/j.yexcr.2007.02.032
  13. ↑ Парри Д.А., Стрелков С.В., Буркхард П., Эби У., Херрманн Х. К молекулярному описанию структуры и сборки промежуточных филаментов. Разрешение ячейки опыта. 2007 10 июня; 313 (10): 2204-16. Epub 2007, 12 апреля. PMID: 17521629 doi: 10.1016 / j.yexcr.2007.04.009
  14. 14,0 14,1 14,2 Брагулла Х.Х., Хомбергер Д.Г. Структура и функции белков кератина в простых, многослойных, ороговевающих и ороговевших эпителиях. Дж Анат. 2009 апрель; 214(4):516-59. PMID: 19422428 дои: JOA1066
  15. ↑ Молл Р., Диво М., Лангбейн Л. Кератины человека: биология и патология. Гистохим клеточной биологии. 2008 г., июнь; 129 (6): 705-33. doi: 10.1007/s00418-008-0435-6. Epub, 7 мая 2008 г. PMID:18461349 doi:10.1007/s00418-008-0435-6
  16. ↑ Айзенберг Д.Открытие альфа-спирали и бета-листа, основных структурных особенностей белков. Proc Natl Acad Sci USA. 30 сентября 2003 г .; 100 (20): 11207-10. Epub 2003, 9 сентября. PMID: 12966187 doi: http://dx.doi.org/10.1073/pnas.2034522100
  17. ↑ Crewther WG, Harrap BS. Получение и свойства спиралевидной фракции, полученной путем частичного протеолиза низкосернистого S-карбоксиметилкератина из шерсти. Дж. Биол. Хим. 1967 10 октября; 242 (19): 4310-9. PMID:6072928
  18. 18,0 18.1 18,2 18,3 18,4 Lee CH, Kim MS, Chung BM, Leahy DJ, Coulombe PA. Структурная основа гетеромерной сборки и перинуклеарной организации кератиновых филаментов. Nat Struct Mol Biol. 2012 17 июня; 19 (7): 707-15. doi: 10.1038/nsmb.2330. PMID:22705788 doi:10.1038/nsmb.2330
  19. ↑ Парри Д.А., Стрелков С.В., Буркхард П., Эби У., Херрманн Х. К молекулярному описанию структуры и сборки промежуточных филаментов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.