Barwa włosów
[2] Bochenek
Barwa. Barwę włosa powoduje brązowy barwnik ziarnisty oraz rozpuszczony
barwnik czerwony. Tylko u blondynów warstwa korowa zawiera
barwnik. U rudych nie wytwarza się barwnik brązowy.
Siwienie włosów polega na zaniku barwnikotwórczej czynności
melanoblastów macierzy; włosy białe są wynikiem występowania
pęcherzyków gazu między komórkami. Przedwczesne siwienie nieraz
zdarzające się w rodzinach nie jest u nich oznaką ogólnego starzenia się,
lecz zjawiskiem dziedziczącym się jako cecha panująca.
Różnice rasowe włosów. Chociaż zasadnicza budowa włosa jest jednakowa u osób
różnych ras, to kształt włosów wykazuje charakterystyczne różnice. Pod względem
k s z t a ł t u odróżniamy trzy zasadnicze ich grupy: 1) włosy gładkie, 2) włosy faliste,
3) włosy kędzierzawe. W obrębie każdej z tych grup daje się wyodrębnić liczne podgrupy.
Włosy gładkie różnej grubości spotyka się u mieszkańców północnej Europy, ludów
mongolskich, Eskimosów, Indian; włosy faliste u mieszkańców Australii. Murzyni,
Papuasi, Buszmeni mają włosy kędzierzawe. Między kształtem włosów a formą ich przekroju poprzecznego oraz o s a dz en i em
w s k ó r z e istnieje ścisły związek. Włosy gładkie mają w przekroju poprzecznym
kształt okrągły, włosy faliste mają przekrój mniej lub bardziej owalny. Włosy kędzierzawe
są skręcone wzdłuż swej długiej osi, w związku z czym przekrój ich ma kształt nerkowaty
lub zbliżony do kształtu fasoli.
U Murzynów z jednego mieszka włosów wyrasta z reguły po kilka włosów, u osób
z włosami kędzierzawymi mieszek włosa ma kształt szabli. U osób z włosami gładkimi
lub falistymi oś mieszka w stosunku do powierzchni skóry tworzy kąt wahający się między
20 a 70°. U Japończyków i Chińczyków włosy są osadzone w skórze prawie pionowo,
w związku z czym trudno dają się ułożyć na głowie.
Rasowe właściwości włosów stwierdza się już u noworodków, z wiekiem ulegają one
nasileniu. Włosy noworodka zachowują swoją grubość do 10 roku życia.W okresie późniejszym
włos grubieje.
Do pełnego wykształcenia się grubości włosa dochodzi w ciągu 3–4 kolejnych jego
zmian. Grubość włosa na głowie w zależności od czynników rasowych ulega znacznym
wahaniom, wynosi ona od 68 μm u Hotentotów do 190 μm u Koreańczyków. Zależna jest
też od stopnia rozwoju warstwy rdzennej włosa. W grubych włosach rdzeń jest ciągły
i stosunkowo gruby, we włosach cienkich brak go zupełnie. Ogólnie można powiedzieć,
że włosy są tym gęstsze, im cieńsze. Liczba włosów w skórze głowy wynosi od 80 000
do 150 000.
Na b a rwę wł o s ów mają wpływ głównie trzy czynniki: 1) ziarnisty barwnik – melanina,
2) drobne pęcherzyki gazu zawarte we włosie, 3) budowa włosa, a zwłaszcza właściwości
jego powłoczek. Nie zostało dotychczas ostatecznie udowodnione, czy we włosach
oprócz ziarenek melaniny występuje jeszcze dodatkowo barwnik w postaci rozpuszczalnej.
Najważniejszym czynnikiem, który decyduje o barwie włosów, jest melanina wytwarzana
przez melanocyty opuszki włosa. Z dzielących się i przesuwających się ku górze
komórek opuszki tworzą się komórki warstwy rdzennej i korowej, które wchłaniają
w siebie pewną ilość ziarenek melaniny i unoszą ją ku górze.
Melanina skupia się głównie w komórkach i między komórkami warstwy korowej.
Wielkość, liczba i stan skupienia ziarenek melaniny zawartej w korze decydują o kolorze
włosów, które mogą być jasne, ciemne i czarne. U Europejczyków o jasnych włosach
melanina znajduje się w postaci nielicznych ziarnistości tylko w zewnętrznej części kory,
podczas gdy u Murzynów cała kora jest głęboko wypełniona ziarenkami barwnika.
Ważnym czynnikiem wpływającym na barwę włosów jest zawartość w nich pęcherzyków
gazu, na co wskazano już uprzednio.
Budowa powłoczki włosa (cuticula) wywiera również pewien wpływ na jego barwę.
Powłoczka składa się z dachówkowato zachodzących na siebie zrogowaciałych komórek
układających się w postaci płytek. Suchy włos z szorstkimi, odstającymi od powierzchni
włosa płytkami jest jaśniejszy, podczas gdy bardziej gładkie ukształtowanie powierzchni
włosa jest przyczyną jego ciemniejszego zabarwienia.
Stopień zabarwienia włosów u ludzi różnych ras ulega znacznym wahaniom: od jasnego,
płowobiałego do wysyconego granatowoczarnego. Dla celów diagnostycznych
ustalono dwie skale barwy włosów: 1) brunatno-czarną i 2) żółto-czerwoną. Pierwszą
charakteryzuje brak koloru żółtego lub czerwonego. Druga obejmuje wszystkie odcienie
od jasnożółtego do ciemnoczerwonego.
Osoby z czerwonymi włosami spotyka się we wszystkich rasach, najliczniej jednak
w Europie. U osób tych brunatna melanina prawdopodobnie ulega utlenieniu, co powoduje
rozjaśnienie włosa. Niektórzy uważają czerwony kolor włosów za właściwość poprzedzającą
całkowite odbarwienie włosów (leucotrichia). U potomków rodziców kolor
włosów może być jednak jaśniejszy. U osób należących do ras jasnowłosych ostateczna
barwa włosów ustala się dopiero około 30 roku życia.W pierwszych latach życia u 75%
osób jasny kolor włosów przechodzi w ciemny.
Oprócz poprzednio wymienionych czynników na kolor włosów wpływają również
czynniki hormonalne; dowodem tego jest często odmienna barwa włosów płciowych
oraz brody niż włosów głowy, u niektórych osób z ciemną barwą włosów skóry głowy
kolor włosów płciowych i włosów brody jest wyraźnie jaśniejszy. Brwi i rzęsy są często
ciemniejsze niż włosy skóry głowy. Jasną barwę włosów spotyka się prawie wyłącznie w północnej Europie. Im dalej na
południe, tym bardziej zwiększa się odsetek osób z ciemnym kolorem włosów, odpowiednio
do przewagi osób o ciemniejszej barwie skóry.
Po l e kowe zmi any w z a b a rwi en i u wł o s ó w. Niektóre leki stale przyjmowane
mogą zmienić ciemne zabarwienie włosów na jaśniejsze, a nawet siwe. Jest to spowodowane
wiązaniem tych leków lub produktów ich rozpadu przez keratynę włosa lub
wpływem wywieranym przez te leki na proces melanogenezy. Z leków tych należy wymienić
pochodne kwasu barbiturowego i rezochinę.W różnym stopniu odbarwione włosy
mogą odzyskiwać swoją pierwotną barwę w dłuższy czas po odstawieniu leku.
[5]
Rola ochronna melaniny
Pigmentacja warunkuje koloryt skóry,w³osów i oczu, ale ma równie¿ istotne znaczenie ochronne dla tkanek po³o¿onych g³ê- biej pod skór¹. Odgrywa rolê protekcyjn¹ przed iszcz¹cym dzia³aniem promieniowania ultrafioletowego (UV), które mo¿e prowadzi æ z jednej strony do przyspieszonego starzenia siê skóry i stymulowaæ procesy karcinogenezy. Melanina spe³nia tak¿e funkcj ê antyoksydacyjn¹ i jest zmiataczem wolnych rodników [8]. Jest ona syntetyzowanai odk³adana wewn¹trz unikatowych dla melanocytów organelli, nazwanych melanosomami, pojawia siê w trakcie ró¿nicowania melanosomu. Proces ten obejmuje kilka etapów rozpoczynaj¹c siê formowaniem pêcherzyków okre.lanych jako melanosomy Stadium I. S¹ to stosunkowo amorficzne i sferycznego kszta³tu organelle, które odp¹czkowuj¹ od retikulum endoplazmatycznego (ER), nie posiadaj¹ aktywno.ci tyrozynazy ani strukturalnych komponentów wewnêtrznych. Enzym tyrozynaza pojawia siê w DOPA-pozytywnych pêcherzykach Golgiego, które nastêpnie ³¹cz¹ siê z melanosomami Stadium I, prowadz¹c do ich transformacji do wyd³u¿onych, fibrylarnych organelli, znanych jako melanosomy Stadium II. W nich rozpoczyna siê synteza melaniny, a nastêpnie jej odk³adanie na wewnêtrznych fibrylach organelli, okre.lanych wówczas jako melanosomy Stadium III. W bardzo upigmentowanych komórkach synteza i depozycja melaniny trwa do momentu, gdy ju¿ nie mo¿na wyró¿niæ ¿adnych strukturalnych elementów wewn¹trz (takie organelle nazywane s¹ melanosomami Stadium IV) [8]. Poza powszechnie wystêpuj¹- cymi bia³kami strukturalnymi, dodatkowo melanosomy posiadaj¹ charakterystyczne tylko dla nich bia³ka, które mo¿na podzieliæ na trzy kategorie:
1. Sk³adniki enzymatyczne: tyrozynaza, bia³ko pokrewne tyrozynazie (ang. tyrosinase- related protein 1; TRP1) oraz tautomeraza dopachromu (DCT);
2. Sk³adniki strukturalne: Pmel 17/ gp100;
3. Sk³adniki posiadaj¹ce inne lub niezdefiniowane funkcje: MART 1 oraz OA 1 [8].
Kluczow¹ rolê w syntezie melaniny odgrywa aktywno.æ tyrozynazy. Melanogeneza rozpoczyna siê hydroksylacj¹ aminowego koñca aminokwasu tyrozyny. Reakcja ta prowadzona jest przez tyrozynazê i jej efektem jest generacja DOPA-chinonu. W przypadkach braku innych komponentów enzymatycznych w melanosomach, zwi¹zek ten ulega szybkiej cyklizacji tworz¹c DOPAchrom. Nastêpnie przechodzi dekarboksylacj ê, oksydacjê i polimeryzacjê, formu³uj ¹c DHI-melaninê, czarn¹, nierozpuszczaln ¹ formê pigmentu du¿ej masie molekularnej [17]. W melanosomach wystêpuj¹ jeszcze dwa inne enzymy nale¿¹ce do rodziny tyrozynazy, które mog¹ modyfikowaæ produkowane typy melaniny. Do tych enzymów nale¿¹: DCT oraz TRP1. W obecno.ci DCT, grupa karboksylowa DOPA-chromu, która by³aby spontanicznie utracona, jest utrzymywana i zamiast DHI powstaje jego karboksylowa pochodna . DHICA [19]. Prowadzi to do du¿o wolniejszej oksydacji i zachodz¹cej kolejno polimeryzacji, daj¹c w rezultacie mniej rozpuszczaln ¹, o ni¿szej masie molekularnej i ja.niejszej barwy melaninê, znan¹ jako DHICA-melanina. Uwa¿a siê, ¿e powsta³e DCT i DHICA (zamiast DHI), mo¿e wp³ywa æ cytotoksycznie w stosunku do melanocyt ów. Bia³ko gp100 kontroluje produkcj ê obydwu form . DHI . oraz DHICA-melaniny, natomiast bia³ko P reguluje pH w melanosomach [6]. Równie¿ bia³ko TRP1 spe³- nia wa¿¹ funkcjê jako bia³ko opiekuñcze, zwi¹zane z tyrozynaz¹, a jego dysfunkcja prowadzi do jednej z form albinizmu [10]. Poza opisanymi powy¿ej dwoma formami eumelaniny, mo¿e byæ produkowana w melanocytach ¿ó³to-czerwona feomelanina. Dzieje siê tak w przypadkach, gdy wewn¹trz melanosomów wystêpuj¹ du¿e ilo.ci aminokwas ów bogatych w siarkê, takich jak cysteina lub glutation. Ten typ melaniny jest zwi¹zkiem zawieraj¹cym siarkê, utworzonym z benzotioazotowych czê.ci pochodz¹- cych z cysteinldopa [7]. Uznaje siê, ¿e feomelanina jest fotolabilnym fotouczulaczem, szkodliwym dla melanocytów i nie chroni¹- cym skóry przed niekorzystnym dzia³aniem promieniowania UV. Eumelanina, w przeciwie ñstwie do feomelaniny, jest fotostabilnym polimerem o w³a.ciwo.ciach fotoprotekcyjnych. Jednak¿e, decyduj¹cy jest stosunek procentowy pomiêdzy tymi dwoma typami melaniny, który warunkuje protekcyjne dzia- ³anie pigmentu i kolor skóry [21,22]. Synteza melaniny zachodzi równolegle z wêdrówk¹ melanosomu z obszaru perinuklearnego w kierunku obrze¿y melanocyta. Proces ten umo¿liwia transfer melanosomu do otaczaj¹cych keratynocytów. Ruch melanosomu jest mo¿liwy sziêki obecno.ci Faktyny i tubuliny oraz specyficznych dla tych organelli kompleksów bia³kowych. W.ród nich mo¿na wyró¿niæ: bia³ko Rab27a, które znajduje siê na b³onie melanosomu i ³¹czy siê z kolejnym bia³kiem . melanofilin¹, a ta w ostateczno.ci wi¹¿e siê z miozyn¹ Va. Ostatnie w tym szeregu bia³ko przy³¹cza siê do F-aktyny [8]. Je.li funkcja którejkolwiek z tych protein zostanie uszkodzona (np. poprzez mutacjê), mo¿e doj.æ do zaburzenia prawid³owego ruchu melanosomu.
[4]
Barwnik włosa i zmiany barwnikowe
Włosy są naturalnie zabarwione przez pigment zwany melaniną, która stanowi ok. 3%
masy włosa. Melanina wytwarzana jest w macierzy włosa przez komórki określane jako
melanocyty. Zawartość melaniny wzrasta w warstwie korowej włosa od wewnątrz na
zewnątrz. Najwięcej jest jej w warstwie zewnętrznej tuż pod łuską włosa. Komórki osłonki
nie zawierają melaniny. Są przezroczyste.
We włosach występują dwa rodzaje melanin:
1) eumelanina – brązowo – czarny pigment,
2) feomelanina – żółto – pomarańczowo – czerwony pigment.
Melaniny są związkami zbudowanymi głównie z pochodnych indolu. Zapewniają wysoką
trwałość koloru naturalnego włosów poprzez to, że są nierozpuszczalne w wodzie, odporne na
działanie światła, podwyższonej temperatury i trudno rozkładane przez enzymy. Tylko silne
utleniacze powodują całkowity rozpad melaniny, a łagodne w środowisku zasadowym tylko
rozjaśniają włosy. Melaniny chronią strukturę włosa przed szkodliwym działaniem
promieniowania UV.
Kolor włosów zależy od odcienia, rodzaju i ilości występujących w nich melanin.
We włosach zawsze występują jednocześnie oba rodzaje melanin. Włosy ciemne, brązowe
i czarne posiadają więcej eumelaniny, natomiast włosy blond i rude feomelaniny. Jeżeli
całkowicie brakuje melanin, włos staje się siwy. Odcień włosów zależy nie od ilości, ale od
proporcji między eumelaniną i feomelaniną. Włosy, w których nie ma melaniny są
bezbarwne, wydają się białe bądź jasnożółte. Kolor włosów człowieka i czas siwienia
w największym stopniu zależy od cech genetycznych, ale uwarunkowany jest również
czynnością hormonów. Produkcja pigmentów maleje wraz z wiekiem. Tak zwany proces
siwienia może rozpocząć się już około 30 roku życia, ale może wystąpić zarówno wcześniej,
jak i później. Obok naturalnie zabarwionych włosów pojawiają się te pozbawione pigmentu,
a fryzjer określa „udział bieli we włosach” lub stopień siwienia.
[7]
Hair as a tool for assessment of body load of minerals has been used in human and experimental studies. In human nutritional studies, especially for zinc and copper, head hair has been included. Its inherent characteristics of ease of collection and storage make it a parameter of choice in elemental (zinc and copper) studies. However, in studies of zinc and copper nutrition, hardly any attention has been given to the variations in hair caliber, shape and color, especially in racially heterogeneous populations. In the case of black and white human head hair, the color is determined by the presence or absence of melanin pigmentation. As for other colors, like red, a unique pigment has been isolated (1) and reported not to be found in any other color. Whether or not other pigments are present in human hair, is still awaiting confirmation. However, in animals, according to Pawelek and Körner(2), the five basic colors of skin and hair are determined by the presence of eumelanin (black and brown), pheomelanin (red and yellow) and the absence of pigment (white). Melanin, the black pigment present in hair, skin and eye tissues, is the most studied pigment. The color of head hair is influenced primarily by the amount of pigment in the cortex. The shade of the color depends on the size and density of melanin pigments (3). Blond hair contains relatively small amounts of pigments localized especially in the superficial layers of the cortex in the form of granules. Dark hair contains a greater amount of pigment distributed diffusely in other layers of the cortex as well as in the hair medula. Besides the pigment content, small air spaces and the caliber of the hair shaft also affect the color of the hair (3). Dokladal (3) summarizes the specula tions of other authors on additional factors that influence the different types of hair. The color of head hair in the healthy individual changes during a lifetime. In melanoderms and anthoderms the changes are from black hair to white hair in old age. For whites, however, not only do there exist many different colors, but also during growth there are changes in shades (3). The color of head hair in the first 10 years of life was studied by Dokládal (3). His find ings indicate that "at and after the 18th month a fundamental change in the evolution of the head hair color occurs. Till the age of ten years, the frequency of dark haired children gradually increases. These changes are more pronounced in boys than in girls." The progressive darkening with age is attributed to the increase in the production of pigment melanin. This phenomenon is explained as a probable result of the hormonal changes connected with the maturation of the genital glands (3). In the malnourished organism, hair color also changes in both animal and man. Loss of pigmentation observed in animals has been attributed to mineral deficiencies and could be cured by adding copper to the diet (4, 5, 6). In humans, change of hair pigmentation in children with protein calorie undernutrition has not yet been directly related to copper (7) and zinc (8), although senile depigmentation of adult healthy in dividuals has in one report been associated with decrease in hair copper content (9). Changes in hair zinc content during a lifetime have also been reported, with distinct changes occurring during childhood. After 4 years the hair zinc content increases (10, 11). Petering et al. (12) have proposed setting age groups below 12 years and above for the study of zinc and copper in hair. Race, a factor that expresses itself among other things in color, shape and caliber of hair, has been reported to influence the conentration of copper and zinc in hair (13). Several reports in the literature have called attention to differences in zinc (14, 15) and copper (9) content of hair according to its color. However, the studies in the ...
alarielle