Jak słońce niszczy włosy?

O ochronie skóry przez słońcem mówi się dużo. Nowotworom skóry, zmarszczkom i przebarwieniom można zapobiec stosując odpowiednie kremy z filtrem (pisałyśmy o tym tu i tu). A jak to jest z włosami i promieniowaniem słonecznym? Słońce nie spowoduje przecież raka włosów. A gdy włosy ulegną uszkodzeniu, wyrastają nowe.

Po czym poznać, że włosy przedawkowały słońce?

Włosy zniszczone słońcem objawiają się na wiele sposobów. Widzimy wtedy [1]:

• suchość; 
• zmniejszoną wytrzymałość; 
• szorstką powierzchnię;
• utratę koloru;
• utratę połysku;
• sztywność;
• łamliwość;
• rozdwajanie się końcówek. 

Jak do tego dochodzi? Zanim zagłębimy się w temat przyjrzyjmy się, jak zbudowany jest włos. W dzisiejszym poście nie będziemy poruszać tematu skóry głowy, a zajmiemy się tylko łodygą włosa. 

Warstwy włosa

Łodyga włosa zbudowana jest z keratyny. Jest to kompleks białkowy stanowiący 65-95% objętości włosów. Włókna keratynowe zaś składają się z aminokwasów [2,3]. 

Najbardziej zewnętrzną warstwą włosa jest osłonka, zwana też naskórkiem. Składa się z nakładających się na siebie łusek. Może stanowić aż 10% masy włosa. Zadaniem osłonki jest ochrona włosa przed uszkodzeniami chemicznymi i środowiskowymi [4].

Poniżej znajdziemy korę włosa, będącą główną składową jego masy. Zbudowana jest z włókien keratynowych, odpowiedzialnych za mechaniczne właściwości włosów. Znajdziemy w niej też granulki barwnika – melaniny, które stanowią 3% objętości włókien włosowych [3,4].

Najbardziej wewnętrzną częścią włosa jest jego rdzeń. 

Od czego zależy kolor włosów?

To, jakiego koloru są nasze włosy zależy od rodzaju, wielkości, ilości i rozkładu granulek melaniny wewnątrz kory włosa, a także od grubości trzonu włosa i zawartości powietrza w trzonie włosa [4]. 

Włosy, podobnie jak skóra, zawierają dwa rodzaje melaniny:

• eumelanina – barwnik ciemny, o odcieniu od brązowego do czarnego; 
• feomelanina – barwnik jasny, o odcieniu czerwonym.

Uważa się, że włosy czarne zawierają ok. 99% eumelaniny i 1% feomelaniny, włosy brązowe i blond – odpowiednio 95% i 5%, a włosy rude – 67% i 33% [5]. 

W jaki sposób słońce niszczy włosy?

Łodygę włosa cechuje wrażliwość na czynniki zewnętrzne, do których zaliczamy również promieniowanie UV. Nadmierna ekspozycja na słońce jest najczęstszą przyczyną uszkodzenia struktury włosa. Wyróżnia się dwa mechanizmy:

1. Degradacja i utrata białek włosa. Za niszczenie białek strukturalnych włosa odpowiedzialne jest głównie promieniowanie UVB. Osłabienie włosa powstaje też przez rozrywanie mostków dwusiarczkowych w białkach łodygi włosa [6]. Absorpcja promieni UV przez aminokwasy prowadzi do ich rozpadu i wytwarzania wolnych rodników.
2. Degradacja pigmentu włosa. Za zmianę koloru włosów odpowiedzialne jest UVA, które powoduje wytworzenie wolnych rodników [7,8].

Od czego to zależy? UVA ma znacznie większe zdolności do penetracji – bariery takie jak ubrania czy szyby w oknach nie są dla niego przeszkodą [9]. Podobnie jest w przypadku włosów; UVA przenika do kory włosa, gdzie znajdują się ziarna z barwnikiem. UVB działa zaś bardziej powierzchownie, na osłonkę włosa [10]. Powoduje też jej mikrouszkodzenia, które przy niesprzyjających warunkach mogą być punktem wyjściowym dla dalszych uszkodzeń.

Melanina

Rodzaj, rozmiar i ilość ziaren tego barwnika decyduje o kolorze włosów. Ale to nie jedyna jego funkcja. Melanina chroni włosy przed działaniem promieni słonecznych. Absorbuje promieniowanie UVA i UVB, a następnie rozprasza tę energię w postaci ciepła. Przyczynia się to do wytwarzania wolnych rodników, które mają zgubny efekt na keratynę. Z drugiej strony, melanina może częściowo zablokować niszczenie keratyny przez unieruchomienie wolnych rodników [11].

Dlaczego włosy jaśnieją na słońcu?

Włókna naturalne, takie jak wełna, bawełna i jedwab odbarwiają się pod wpływem promieni słonecznych. To samo dotyczy włosów. 

Melanina jest tarczą chronną przeciwko promieniowaniu słonecznemu. Nie wychodzi jednak z tego bez szwanku. W procesie ochrony białek przed światłem melanina ulega zniszczeniu lub wybieleniu.

Do odbarwienia włosów dochodzi z powodu utleniania melaniny przez wolne rodniki. – powstaje wtedy oksymelanina, oksydacyjny produkt uszkodzenia melaniny przez słońce [8]. Ilość oksymelaniny jest proporcjonalna do stopnia zaawansowania fotostarzenia trzonu włosa [12]. Prowadzi do rozcieńczenia pigmentu i rozjaśnienia koloru włosów [6]. 

Pod wpływem promieniowania UV aminokwasy budujące keratynę ulegają rozkładowi – jedne szybciej, inne wolniej (dla ciekawych – najszybciej degradacji pod wpływem UV ulega cystyna, metionina, tryptofan, tyrozyna i histydyna). Utlenianie tych aminokwasów daje efekty widoczne gołym okiem, tzn żółtawe zabarwienie włosów (ang. photoyellowing) [3]. Całkowita ilość aminokwasów bardziej podatnych na uszkodzenie przez słońce zależy od rodzaju włosów. Jako ciekawostka dodam, że męskie włosy zawierają więcej cystyny niż włosy kobiet [10]. 

Zmiany koloru włosów są bardziej widoczne w przypadku jasnych włosów [11]. 

Jak dochodzi do rozdwajania się końcówek?

Zewnętrzne warstwy aminokwasów (te znajdujące się w naskórku włosa) otrzymują większą ilość promieniowania niż te w korze włosa. Przerwanie ciągłości pomiędzy tymi dwoma warstwami i ich oddzielenie się od siebie powoduje rozdwajanie się końcówek [3]. 

Zaczynamy letni okres, kiedy spędzamy więcej czasu na świeżym powietrzu, a słońce towarzyszy nam niemal każdego dnia. Dlatego świadomość, jak ważna jest ochrona przed słońcem, jest taka ważna. Zapraszamy Was tutaj, gdzie opisujemy możliwe sposoby ochrony włosów.

Bibliografia:

1. Santos Nogueira AC, Joekes I. Hair color changes and protein damage caused by ultraviolet radiation. J Photochem Photobiol B. 2004;74(2-3):109-117.
2. Zuidema P, Govaert LE, Baaijens FP, Ackermans PA, Asvadi S. The influence of humidity on the viscoelastic behaviour of human hair. Biorheology. 2003;40(4):431-439.
3. Sebetić K, Sjerobabski Masnec I, Cavka V, Biljan D, Krolo I. UV damage of the hair. Coll Antropol. 2008;32 Suppl 2:163-165.
4. Nogueira AC, Dicelio LE, Joekes I. About photo-damage of human hair. Photochem Photobiol Sci. 2006;5(2):165-169.
5. Borges CR, Roberts JC, Wilkins DG, Rollins DE, Relationship of melanin degradation products to actual melanin content. Application to human hair, Anal. Biochem., 2001, 290, 116– 125.
6. Draelos ZD. Sunscreens and Hair Photoprotection. Dermatologic Clinics, 2006:24(1), 81–84.
7. Jeon SY, Pi LQ, Lee WS. Comparison of hair shaft damage after UVA and UVB irradiation. J Cosmet Sci. 2008;59(2):151-156.
8. Fernández E, Martínez-Teipel B, Armengol R, Barba C, Coderch L. Efficacy of antioxidants in human hair. J Photochem Photobiol B. 2012;117:146-156.
9. Kimlin M, Parisi A, Sabburg J, Downs N. Understanding the UVA environment at a sub-tropical site and its consequent impact on human UVA exposure. Photochem Photobiol Sci. 2002;1(7):478-82.
10. Robbins CR. Chemical and Physical Behavior of Human Hair, Springer-Verlag, New York, 4th edn, 2002
11. Santos Nogueira AC, Joekes I. Hair color changes and protein damage caused by ultraviolet radiation. J Photochem Photobiol B. 2004;74(2-3):109-117.
12. Hoting E, Zimmerman M. Sunlight-induced modifications in bleached, permed, or dyed human hair. J Soc Cosmet Chem 1997;48:79 – 9.