JAKIE SUBSTANCJE WNIKAJĄ W GŁAB WŁOSÓW
2/1/20204 min read
Przenikanie substancji w głąb włosa jest trudne. Podobnie jak skóra, trzon włosa zbudowany jest z warstw. Najgłębiej położona – rdzeniowa – występuje tylko w bardzo grubych włosach i zbudowana jest z 1-2 warstw komórek. Następna – warstwa korowa, utworzona jest w wielu warstw zrogowaciałych (martwych) komórek. Najbardziej zewnętrzna warstwa to tzw. powłoczka, którą tworzy bezpostaciowa keratyna, która układa się jak zachodzące na siebie dachówki. Przestrzenie między komórkami wypełnione są kompleksem błon komórkowej (CMC – cel membranę complex), który składa się z białek o niskiej zawartości siarki i lipidów. I podobnie jak w przypadku przenikania substancji przez skórę, przenikanie w głąb struktury włosa może przebiegać różnymi drogami. Dwiema głównymi są:
- transcellularna – przezkomórkowa – jest trudna, ze względu na wysoki stopień usieciowania keratyny budującej zrogowaciałe komórki włosa,
- intercellularna – międzykomórkowa – wykorzystuje lipidowy cement między komórkami, jest łatwiejsza.
Stopień penetracji substancji w głąb włosa zależy od:
- jej ładunku elektrostatycznego i wielkości,
- jej hydrofilowości (lipofilowości)
- współczynnika dyfuzji,
- stanu włosa (stopnia uszkodzeń).
W dużej mierze stopień dyfuzji w głąb włosa zależy od stopnia usieciowania keratyny. Rozjaśnianie włosów, które zmniejsza gęstość usieciowania, zwiększa stopień przenikania na drodze przezkomórkowej. Ale przenikanie do części lipidowej także może prowadzić do uszkodzeń włosa.
Jedną z grup substancji przenikających do wnętrza włosa są farby do włosów. Farby można podzielić na tymczasowe, półtrwałe i trwałe. Do wnętrza włosa wnikają substancje z dwóch ostatnich grup. W farbach tymczasowych wykorzystuje barwniki o dużych cząsteczkach, które absorbują się na powierzchni włosa. Barwniki półtrwałe mają mniejsze cząsteczki (mniejsze niż 1 nm), mające zdolność penetracji w głąb włosa, dlatego barwa jest wówczas trwalsza, niż w przypadku farb tymczasowych. Farby trwałe zawierają prekursor barwnika i substancje utleniające, które przenikają w głąb włosa i tam dochodzi do reakcji chemicznych. Powstają wówczas duże cząsteczki barwnika, które zostają „uwięzione” wewnątrz włosa.
Małe, zdolne do penetracji w głąb włosa, są również hydrolizaty protein.
Te o małych cząstkach mogą przenikać do warstwy korowej włosa i tam łączą się z keratyną – odbudowują włos. Gdy cząsteczki protein są za duże, aby wnikać w głąb włosa, absorbują się na jego powierzchni i działają jak inne substancje kondycjonujące – wygładzają i nabłyszczają. Wielkość cząsteczek hydrolizowanych protein określa się w Daltonach (Da). Aminokwasy to mniej niż 200 Da, keratyna w ludzkich włosach ok. 400 Da, jedwab – 300-1000 Da, pszenica 1000-1500 Da, soja, mleko, owies ok. 1000 Da, jojoba 180 000 – 240 000 Da. Hydrolizaty proteinowe zawierają również aminokwasy i peptydy. Proteiny zdolne do wnikania w głąb włosa muszą mieć mniej niż 1000 Da. Przykładowo hydrolizowane proteiny pszenicy (Hydrolyzed Wheat Protein) o wielkości ok. 500 Da wnikają do włosa (surowiec Gluadin WLM Benz, BASF). Warto wspomnieć, że prawo UE reguluje, że maksymalna średnia wielkość cząsteczek w hydrolizacie pszenicy nie może być większa niż 3,5 kDa, a produkty go zawierające nie powinny być w formie umożliwiającej wdychanie (spraye), nie powinny być nakładane na uszkodzoną skórę i w okolicach błon śluzowych. Jest to spowodowane tym, że cząsteczki większe niż 3,5 kDa mogą wywoływać reakcje alergiczne – umożliwiają sieciowanie IgE (typu przeciwciał) u osób uczulonych na gluten. Oprócz hydrolizatu pszenicy często stosuje się hydrolizat jedwabiu (Hydrolyzed Silk) i keratyny (Hydrolyzed Keratin). Konsument nie jest jednak w stanie odróżnić, czy dany składnik ma na tyle małe cząstki, by wnikały one w głąb włosa, czy są one duże i pozostają na ich powierzchni, ponieważ w składzie kosmetyku widnieją one pod tą samą nazwą.
Również oleje mogą penetrować w głąb włosa. Cząsteczki tłuszczów są znacznie większe, niż np. wody i potrzebują czasu, aby ustawić się pod odpowiednim kątem (w odpowiedni sposób) względem „łusek” keratyny, aby móc wniknąć pomiędzy nie. Stąd też zasadne jest olejowanie włosów. Ale badaniami udowodniono penetrację tylko dla oleju kokosowego i to nie tak w pełni. Uważa się, że nasycone i jednonienasycone kwasy tłuszczowe mają na tyle „kompaktowy” kształt, że mogą wnikać w głąb włosa. Przykładami olejów zawierających dużo takich kwasów są olej awokado, rycynowy, masło shea.
Oczywiście możliwe jest także przenikanie cząsteczek wody w głąb włosa. Stopień absorpcji wody przez włosy często określany jest przez porowatość włosów – im bardziej są porowate („dachówki” keratyny mniej ściśle przylegają do siebie), tym łatwiejsza i większa jest absorpcja wody do warstwy korowej włosa. Włosy normalnej porowatości mogą pochłonąć ok. 30% wody (względem swojej masy), wysoko porowate – nawet 50%. Zbyt duża obecność wody we włosach powoduje ich splątanie, większą łamliwość.
Oprócz wspomnianych dróg penetracji możliwy jest również transport transfolikularny – wtedy substancje faktycznie mogą dostać się do żywej części włosa. Dotyczy on również małych cząstek, zależy od fazy wzrostu włosa (np. w telogenie nie wydzielane jest sebum – ujście jest zamknięte, a więc i penetracja nie jest możliwa).
Większość substancji z odżywek do włosów działa tylko na ich powierzchni, a nie dostaje się do wnętrza włosa i go nie odżywia. Wnikanie w głąb włosów jest trudne i podlega licznym ograniczeniom. To, że składniki działają na powierzchni włosa, wcale nie jest czymś negatywnym.
Źródła:
Yang, Chapter 36 - Hair Care Cosmetics, Cosmetic Science and Technology. Theoretical Principles and Applications, 2017, 601-615
Dias et al., Hair Cosmetics: An Overview, 2015, International Journal of Trichology, 7, 2-15
Safety Assessment of Hydrolyzed Wheat Protein and Hydrolyzed Wheat Gluten as Used in Cosmetics, 2013
Rele et al., Effect of mineral oil, sunflower oil, and coconut oil on prevention of hair damage, 2003, J. Cosmet. Sci., 54, 175-192
Lademnann, Follicular Penetration and Targeting, 2005, Journal of Investigative Dermatology Symposium Proceedings, 10, 301–303