くせ毛の理由はオルトコルテックス&パラコルテックスの分布の差だった!毛髪構造を徹底科学!


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梅雨時、天候が悪い日が続いておりますが、
髪の広がりが気になる方も多いのではないでしょうか?

そもそも、何故髪って広がるのでしょう(;_;)
くせ毛って、ストレート毛と何が違うの??

先日、ビューティサイエンティスト 岡部美代治さん主催のビューティサイエンスセミナー
「ヘアケア技術の最新動向」に参加して、ヘアケアについて勉強して参りました!

本日は、私の知見と合わせて、毛髪の科学に迫ってみたいと思います!^0^

 

ところで、毛髪はどこから生えてきているのでしょう?
目視すると皮膚からにょきにょきが生えているようですが、
よく見るといくつもが開いていていて、これを『毛穴』というようです。

皮膚の断面構造を見てみると、実は毛穴の始まりはとても奥深くにあって、

https://blog-imgs-71.fc2.com/d/e/p/depibible/img_hair.pngより引用

毛根は、皮膚の最外層である”表皮”を突き破って”真皮”に存在しています。
毛根では毛母細胞が細胞分裂をすることにより毛の素を作っているため、
栄養を受け取れる=血管が通えるほど深い必要があります。

「毛根はどこにあるのか?」を覚えるときには、
「表皮には血管が通っていないから、真皮かな?」と関連付けましょう☀

それと同時に、皮表に出ている部分の毛(毛幹)は、栄養をもらえることができず、自己修復機能を持っていないことが分かります。

”髪は死んだ細胞”とよく言いますが、上記の理由から
”自己修復できない””細胞分裂しない”といったイメージがつくんじゃないかと思います^^

 

余談ですが、髪は1日に約0.35mm伸びると言われています。
人種によって異なりますが日本人の頭髪は平均で10万本程だそうです。
単純に考えると、頭皮は1日で35mの髪の毛を作っていることになりますΣ(゚д゚lll)
ものすごい勢いですよね😨

成長と退行期を繰り返すヘアサイクルについては考慮していませんが、
生命って本当にすごいなぁーと感心させられます!

 

さて本題に戻ります!
髪にはなどの個性があったり、いつの間にかダメージを受けていることが多々ありますよね。
要因を知るために、毛髪の断面構造を見ることにしてみましょう。

毛髪は殆どがタンパク質からできていますが、
毛髪を輪切りにしてみると、大きく3つの層から構成されていることがわかります。

http://ikumou-matome.com/sikumi.htmlより引用

 

岡部さんに倣って、わかりやすく”のりまき”に例えてみることにします^0^

<毛髪(のりまき)の構造>
・キューティクル:毛小皮(のり)
・コルテックス:毛皮質(シャリ)
・メデュラ:毛髄質(具:きゅうりやマグロなど)

断面図を見てみると、本当にのりまきですよね!
ちょっと具が少なくて、ごはんばかりなところが気になりますが笑

そんなカロリー高めな海苔巻きですが、
一つ一つを詳細に見ていくとくせっ毛の秘密がわかります^0^

 

<メデュラの構造>
具材
であるメデュラは、やわらかいたんぱく質からできていますが、外的刺激で空洞ができやすいのだそうです。

実は、メデュラは毛髪によってあったりなかったりして、具無しのりまき状態もあるそうです。
その役割はイマイチ不明で、わかっていることが少ないのだそう。

他の部位よりも金属が多く含まれることと、髪は重金属や覚せい剤など(!)の排出機能もあることから、
不要物の排出部位であるかもしれませんね^^
また、シロクマの毛はメデュラが太いことから、空気を蓄えることによる断熱機能もありそうです。

ちなみに、白髪のキラっと見える部分は、メデュラの空洞部分が光沢となっているのだそうですよ^^

 

<コルテックスの構造>
ご飯粒、コルテックス….
実は、コルテックスが最も複雑な構造をしています( ..)φ

ご飯粒といっても、タイ米のような長細い形をした、繊維状のタンパク質が主成分の細胞群です。
そしての断面を切ってみると、何やらずるずるとたくさん出てきます!💦

http://fits-web.com/staffblog/wp-content/uploads/2014/04/img_k.pngより引用

コルテックスを解いて解いて解いて解いて解くと、
α-ヘリックス構造という螺旋構造のタンパク質が、絡みあって束となり、ミクロフィブリルを形成しています。
ミクロフィブリルをマトリックスが取り囲んで一まとめし、
さらにそのマトリックスをマクロフィブリルを一まとめし、
マクロフィブリルをまとめているのがコルテックス細胞という構造になります💦

覚えなくていいです!笑

このコルテックス細胞を取り囲んでいるのが細胞膜複合体(CMC:Cell-matrix adhesion Complex)という、
のりまき in のりまき in のりまき in のりまき….みたいな
超複雑な構造をしています(;_;)

ここで覚えて頂きたいのは、一つ一つの名称なんかではなくて、
毛髪は細長い物質がよりに寄り集まった丈夫な細胞であるということ。

これだけ縦に集められていれば、引っ張っても簡単には千切れなそうですよね💦
髪は10本で1.5Lのペットボトルを持ち上げられるほどの強度なんだそうです!

一方、縦に割かれるような力には弱いことも想像がつきますね!

さて、このコルテックス細胞は色素であるメラニンも保持していて、
水や油分を保持する部位でもあります。
つまり、コルテックスがギュギュっと詰まっていると、健康なコシのある髪となる訳です。

ところで、このコルテックスを囲んでいたCMCですが、構成成分はタンパク質43%, 脂質57%
脂質の殆どが、肌の保湿成分でもお馴染みのセラミドからできています。
正確には、肌にあるセラミドとは形が異なるため、液晶構造(ラメラ構造)は取らず、もっと硬いのだそうですが、
お肌と同様に髪の中に水と油をキープするために重要な成分です。

つまり、CMCが壊されてしまうと、髪は構造的に弱く脆くなってしまいます

脂質の組成が多いCMCが苦手とするのは、アルカリです。
パーマ剤やカラー剤はCMCを溶かしながら浸透していくため、ダメージ要因の一つとなるのです。

 

さて、実はこのコルテックス細胞には、オルトコルテックス, パラコルテックス2種類あります。

違いは、アミノ酸組成

タンパク質はアミノ酸が長く繋がったものですが、
どんなアミノ酸が使われているのか?によって髪の性質が変化するのです。

特に、シスチンというアミノ酸の含有率は、
オルト
コルテックス:5%、 パラコルテックス:15%

シスチンは疎水性といって、水を含みにくい性質をしているため、
p-コルテックスが多いほうが膨潤しにくいと言えそうですね。

ところで、この2種のコルテックスがバランスよく配置してあると、髪は直毛となりますが、
図のように、コルテックスの分布が偏っていると、

https://ryo-taro-shampoo.com/wp-content/uploads/2018/06/ortho_para_cortex.pngより引用

一方は水を含んで膨潤し、一方は膨潤しにくいために、ねじれが出てしまいます
これがくせ毛です!

ここからわかることは、熱などでまっすぐにしたとしても、水を含むとうねりが復活してしまうということです。

梅雨時はどうしてもうねってしまうわけですね(><)

構造上の違いもありそうだけど….

https://ameblo.jp/iz2012/entry-11463989666.htmlより引用

オルトコルテックスの方が疎な構造をしているので、薬剤が浸透しやすいのだそうですよ★

 

<キューティクルについて>

キューティクルは一番よく聞く言葉かもしれませんね!
のりまきののり、というほどですから、毛髪を巻いて包み込んでくれています
硬いたんぱく質からできていて、軟毛で5層、硬毛で8層程度にも重なっていると言われています。

毛の根元と毛先のキューティクルの様子は大分異なっていて、
根本は緻密な層を形成しているのにも関わらず、
毛先、特にダメージを受けていると鱗がばさばさに広がっていたり、
なくなってコルテックスがむき出しになっていることもあります。

https://www.sugi-net.jp/oshiete/other/bihatsu/img/03/damage_img02.jpgより引用

この画像は真空中でとっているため、左下の毛先画像がバッサバサですが、
実際ここまで広がっているのは稀であります(^^;)

とはいえ、根元ではぴったり毛に沿っているキューティクルが、こんなに広がってしまうのは何故でしょうか?

ここで再度登場するのが、CMCです!

覚えていますか?(^^)
コルテックスを取り囲んでいた、薄いのりみたいなやつです。

実は、キューティクル一枚の断面をよーく見てみると、8層構造を形成していて、
それぞれ硬質の異なる層から成っています

https://hagelabo.jp/articles/basic-knowledge-of-hair#item-1463647より引用

また鱗の一枚一枚の間には、またCMCが存在していて、これがキューティクル同士の接着剤の役割をしてくれています。

このCMCが剥がれてしまうと、キューティクルが剥がれ易くなってしまうわけです。

また、キューティクルの最外層はMEA(18-メチルエイコサン酸)という成分が取り囲んでいて
髪全体の1%にしか過ぎないものの、油リッチな性質をしているため、水の侵入を防ぐのに役立っています。

https://www.kao.com/jp/haircare/structure_02.htmlより引用

ところが、このMEAは紫外線やヘアカラーで容易に失われてしまうのだそうです。
特に、ヘアカラーでは80%が流出する上に、MEAをトリートメント成分として配合しても、定着しないんだとか。

ヘアケアは紫外線防御指数の測定法が確立されていないため、いわゆる”日焼け止め”のような商品は少ないのが現状ですが、
確実にダメージを与えるものなので、スプレータイプの日焼け止めなどでしっかりケアしてあげるといいでしょう。

 

今回は毛髪の構造を中心に、髪についてお勉強してみました。

毛髪は、調べてみると詳細についてまとめているサイトがかなり多く、お肌よりも信憑性のあるものが多いです^0^
生きた細胞の上に乗っかっている肌よりも、死んだ細胞の集合体である髪の方が、研究がしやすいのでしょうね(^^)

カタカナ語が多くて難しかったかもしれませんが、気になるワードを見つけて調べてみると、理解がとっても深まりますよ★

ビューティサイエンスセミナーでは、新製品発表会へ引っ張りだこの岡部さんならではのヘアケア新技術の動向も聞けます!

ビューティサイエンスセミナーはテーマを変えて開催されているので、興味のある方はお申込みしてみてくださいね♪

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理系美容家かおり
理系美容家 かおり

【Profile】
平成元年5月31日生まれ。
東京都八王子市生まれ宮城県仙台市育ち。
名古屋工業大学大学院工学研究科物質工学専攻卒。
東京都在住。

中学生まで副生徒長を務める等の優等生キャラを卒業し、高校デビュー。
メイクアップによる外観変化と内面へ与える影響について感銘を受け、化粧品研究員を目指す。

学生時代は自分磨きで人見知りを克服。読者モデルとして名古屋で活動するも、膨大な時間とお金を使った同じ方法を勧められないことに気付く。

”美容の本質”を追及するため、学術的な美容情報を探すも「中立」で「科学的に正しい」情報が安易に手に入らず、情報発信者となることを決める。

2014年製造業へ就職し、ケミカルエンジニアとして従事し、ものづくりについて学ぶ。
医薬品、医薬部外品及び化粧品に関わる新規事業立上げを経験。

2016年『理系美容家』として活動開始。
研究会や学会などで取得した知見を美容業従事者や一般向けにわかりやすく情報公開し、美容の情報リテラシー向上に努める。

2019年30歳の誕生日に独立。

現在は美容セミナー講師や記事監修、化粧品開発サポート等を行う。

【所有資格】
物質工学修士
コスメコンシェルジュインストラクター
化粧品成分検定上級スペシャリスト
ダイエットプロフェッショナルアドバイザー
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デントフェイシャルケアセラピスト

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