Функции и строение волос

Волосяной фолликул представляет собой уникальную структуру, которая, если говорить простым, не научным языком, производит волосы. Прочие придатки кожи и эпидермис отличаются от волосяных фолликулов, так как последние подвергаются многократному регрессу, и имеют повторные циклы роста. Существуют различные типы волос. Каждый тип отличается своими свойствами и циклом роста. К примеру, чётко разделяют волоски под мышками, волосы на теле, борода, волосы на голове. Для биологического развития клетки волосяного фолликула важны факторы, отвечающие за начало, продолжительность и окончание роста волос.

Типы волос волосистой части головы
I - Зрелый волос; II - Зона ороговения; III - Зона пролиферации (волосяная матрица); 1 - Пушок (1 мм длиной); 2 - Зрелый волос (до 1 м длиной)

Не только люди, но и многие млекопитающие животные, кроме некоторых водных видов, имеют на своем теле волосы, которые необходимы им для:
• обеспечения теплоизоляции кожных покровов;
• защиты кожи от внешних воздействий;
• окраски, обеспечивающие, в зависимости от стоящих перед животным задач, привлекательность или маскировку;
• волосы на теле животных, принимая вертикальное положение, указывают на испуг и угрожающее поведение;
• благодаря волоскам на теле, некоторые животные приобретают особую чувствительность, например, усы для кота служат определенным локатором, помогают ему ориентироваться в пространстве.

Люди в период эволюции частично утратили все перечисленные функции волос. У волос бровей, носа, ресниц, уха осталась только одна - защитная - функция. Волосы на теле человека настолько короткие и тонкие, что не могут выполнять функцию теплоизоляции. Пушковые волосы в период полового созревания человека, под воздействием определенных гормонов, удлиняются, и становятся похожими на волосы на голове. Тем не менее, все тело человека покрыто волосами, исключая ладони, веки, соски, гениталии, губы.

Эмбриология волос

К концу 1ого триместра беременности у ребенка, находящегося в утробе матери, начинается развитие волосяных фолликулов. Группы клеток волосяных фолликулов не отличаются от прочих базальных клеток. Формируются очаговые скопления, образующие отдельный вырост, который продвигается к фибробластам, лежащим в дерме. Позже такие выросты преобразуются в сосочки волосяных фолликулов. Волосы, прежде всего, начинают развиваться на голове, в области верхней губы, в области бровей и подбородка, а затем они постепенно перемещаются по телу вниз. Рост плода сопровождается возникновением новых первичных зачатков. Чем больше на теле человека развивается волосяных фолликулов, тем их распределение становится более случайным.

Постепенно фолликулы удлиняются, на них появляется небольшое вздутие, на котором позже развивается поднимающая волос мышца и сальная железа. Такая выпуклость или вздутие содержит пул неопределенных кератиноцидов. А более узкая часть фолликула имеет форму луковицы или конуса. Она частично закрывает собой дермальный сосочек. Эпителиальные клетки в луковице зачатка волоса начинают делиться, и формируют отдельные слои внутреннего корня волоса, а также появляющегося волосяного стержня.

В период эмбрионального развития каждый волосяной фолликул производит несколько волос. Первые зародышевые тонкие волосы формируются на протяжении третьего триместра, и выпадают у ребенка на восьмом месяце беременности. А вторые волоски выпадут уже после родов, - у младенца примерно на третьем-четвёртом месяце жизни. Первые несколько волос растут синхронно, когда как волосы, развивающиеся позднее, одновременно уже не растут. Зародышевые волосы более темные и длинные, чем волоски на теле ребенка, сформировавшиеся уже после рождения. Новых волосяных фолликулов после рождения больше не производится.

Анатомия волосяного фолликула

В волосяном фолликуле, который располагается в дерме, находится эпителиальный канал, внутри которого растут волосы. Тип волос определяет длину фолликула. Длиннее всех фолликулы волос на голове. Такие фолликулы располагаются даже в подкожном жире. Они лежат под определенным углом к поверхности кожи. Утолщенная часть фолликула находится со стороны, формирующей наклонный угол к коже. Пучок гладких мышц, который поднимают волоски, также расположен в этой области. На теле человека волосы лежат горизонтально поверхности кожи. Но после сокращения мышцы, порой, волосы принимают вертикальное положение. Это бывает в результате возбуждения или охлаждения тела человека.

1 - Сальная железа; 2 - Мышца поднимающая волос; 3 - Чувствительные нервные волокна; 4 - Луковица волоса

Фолликул каждого волоса обвит сплетением артерий, вен и капилляров, которые произрастают из подкожного сосудистого сплетения. Многочисленные шунты и взаимосвязи вен и капилляров формируются в сеть, которая располагается в нижней части волосяного фолликула, а также внутри дермального сосочка. Эта сеть имеет длину по оси фолликула. При прекращении роста фолликула большая часть сосудов спадается, но некоторые остаются, пока не начнут расти новые волосы и восстанавливаться новая сосудистая сеть. Помимо сосудов и вен, волосяные фолликулы имеют нервную сеть, которая формируется из дермальных нервных волокон, поэтому поводом для появления алопеции (облысения) иногда становятся именно психологические причины. Нервная сеть представлена чувствительными нервами, простирающимися до базального слоя эпидермиса. Кроме того, нервная система человека влияет на регуляцию цикла роста волос.

Структура фолликула волоса

Волосяной фолликул человек структурно состоят из 2х частей – нижней трети фолликула, разрушающейся после прекращения роста, а также из постоянной части, которая не исчезает после прекращения роста волоса. Нижняя часть волосяного фолликула начинается с луковицы, имеющей форму перевернутого куба. Она состоит из скопления клеток эпителия. Фолликулярная стенка от луковицы простирается вверх, и подсоединяется к постоянной части фолликула волоса. Вверху фолликул имеет воронку, которая имеет отшелушивающийся роговой слой. В основании неисчезающей постоянной части фолликула есть выпуклость, к которой прилегает гладкая мышца. Такая выпуклость – это утолщенная часть стенок фолликула, где хранятся стволовые клетки, определяющие процесс регенерации волосяного фолликула.

1 - Стержень волоса; 1a - Мозговое вещество; 1b - Кора; 1c - Кутикула; 2 - Внутреннее волосяное влагалище; 3 - Оболочка Хаксли; 4 - Оболочка Генле; 5 - Наружное волосяное влагалище; 6 - Базальная мембрана фолликула волоса; 7 - Соединительнотканное влагалище

Канал, открывающий сальную железу, располагается около основания эпидермиса. Сальная железа прилегает к каждому фолликулу. Интенсивность деятельности и размер сальной железы зависят от типа, местоположения фолликула, его чувствительности к гормонам человека. Стенка фолликула имеет несколько различных слоев – внешнее корневое влагалище, простирающееся во всю длину фолликула, а также внутреннее корневое влагалище, куда вкладывается волосяной стержень, пока он не появится на поверхности кожи. Корневое влагалище фолликула состоит из клеток луковицы волоса, которая является прародительницей стержня волоса.

Внешнее корневое влагалище и луковица окружены базальной мембраной с базальными клетками. Эти клетки заняты именно построением волосяного влагалища. В период стадии роста (анагена) базальные клетки быстро дифференцируются и делятся. Каждые два-три дня происходит их деление без дневных колебаний. Они ориентируются на воспроизведение всех слоев влагалища. В кератогенной зоне эти клетки начинают кератинизироваться, продвигаясь вверх. Эта зона находится в нижней части волосяного фолликула.

1 - Луковица волоса; 2 - Матричные клетки; 3 - Меланоциты; 4 - Кутикулярные клетки; 5 - Внутреннее волосяное влагалище; 6 - Оболочка Хаксли; 7 - Оболочка Генле; 8 - Наружное волосяное влагалище; 9 - Волосяной сосочек

Кутикула волоса формируется из наружных клеток стержня волоса. Она имеет пять-десять накладывающихся клеточных слоев. Слои имеют толщину от 350 до 450 нанометров. На зрелых клетках расположены тонкие чешуйки из плотного кератина. Они уже имеют внутренние и внешние зоны различной плотности. Между клетками есть небольшой узкий промежуток в 30 нанометров. В промежутке расположена плотная центральная межклеточная пластинка. Чешуйки с внешней стороны располагаются черепицеобразно, будто крыша дома. В сформировавшейся части волоса чешуйки не повреждены, но после появления волоса над кожей, чешуйки становятся зубчатыми, наслаиваясь, прогрессивно ломаются и располагаются противоположно волосяной кутикуле внутреннего влагалища волоса. Клетки коры располагаются внутри кутикулы. Кора цементирует клетки вместе и имеет белковую природу.

Внутренний слой – это пространство, которое называют мозговым веществом. Оно представлено прерывисто, а может вообще отсутствовать у некоторых типов волос. В более толстых и плотных волосах можно точно обнаружить мозговое вещество. Роль этой структуры волоса остается неизвестной.

Человеческие волосы имеют разные характеристики. Они отличаются по цвету, форме, плотности, длине, длительности цикла роста. Многие параметры зависят от расовой принадлежности, возраста, локализации и гормонального фона человека. Генетический фактор также влияет на характеристики волос. Но, несмотря на имеющиеся различия и сходства типов волос, каждый фолликул волоса после формирования функционирует подобно независимой физиологической единице.

Типы волос

Первые волосы, растут в эмбриональном периоде. Такие волосы имеют две последовательных волны совместного роста. Эти волосы вырастают не более чем на 1 см. Они темные, короткие и в них нет мозгового вещества.

1 - Terminal; 2 - Indeterminate; 3 - Vellus; 4 - Lanugo

Волосы Vellus присутствуют практически на всей поверхности тела. Они имеют длину не более 1 см, слегка окрашены, короткие и тонкие. После полового созревания, в ответ на гормональную перестройку, эти волосы развиваются из первого типа волос Lanugo. Vellus волосы человека очень тонкие и осязательные, а также чувствительные к окончанию нерва. Terminal (длинные) волосы – это наиболее толстый тип волос. На коже человека они присутствуют с 2х лет, а также располагаются на ресницах, бровях новорожденного ребенка, а также на частях конечностей, бороды, туловища, лобковой и подмышечной области взрослого человека после полового созревания. Волосы ресниц и ноздрей имеют сенсорную функцию и участвуют в мигании и чихании.

Indeterminate (недетерминированные) волосы – это тип волос, развивающихся на теле младенцев, которым исполнилось 3 месяца. Это хрупкие волосы, которые плохо формируются и растут. Нормальные длинные волосы заменяют такой тип волос к двум годам.

Длина волос. Этот фактор зависит от стадии роста (анагена) каждого вида волос. Волосы на голове растут примерно со скоростью 0,35 мм в сутки. Продолжительность их стадии роста 2-5 лет. На голове человека волосы самые толстые. Диаметр их, в среднем, равняется 70 мкм, с диапазоном 40-120 мкм. Наибольший диаметр волос имеют азиаты, а самый маленький диаметр у европейцев.

Волосы подмышками, длинные волосы бороды и области лобка имеют несколько короткие стадию (анаген) и скорость роста, нежели у волос скальпа. У взрослого человека на голове, в среднем, 85% волос находятся в стадии роста, а 15% - в стадии замирания (телогене). Во время беременности число волос в стадии роста увеличивается, а в пожилом возрасте, наоборот, снижается. Ресницы и брови имеют короткий период роста в сравнении с волосами на голове. Большую часть своей жизни они находятся в стадии замирания (телогене), и, если есть нарушения в процессе роста волос, то необходимо внимательное лечение облысения или стандартное лечение волос.

Ученые, которых увлекает трихология, провели исследования роста волосков на конечностях и обнаружили, что продолжительность стадии роста у них примерно 28 дней, а на руках у мужчины волосы находятся в стадии замирания 80 дней, на бедрах 54-100 дней. У женщины период роста волос на конечностях равен 22 дням. 50% волос на конечностях человека находятся стадии замирания. Ученый Пинкус 6 лет следил за отдельным волосяным фолликулом на своей руке. За это время он сформировал 12 волосков. Каждый волос жил 180 дней, а период замирания волосков равнялся 25-92 дня. Ученый отметил сезонную периодичность роста волос. Также ученые обнаружили на голове человека увеличение числа замерших волос именно в конце лета. Такая же сезонная периодичность роста волос отмечается и у животных. Они отращивают перед зимними холодами более густую шерсть.

Плотность волос. В среднем на коже головы человека находится 100 тыс. волос. У младенца, который только родился, на 1 см² площади головы приходится не более 1000 фолликулов. Количество фолликулов к концу первого года жизни снижается и доходит до 800 на 1 см². А к 30 годам у человека на голове остается 600 фолликулов на 1 см². Такие изменения связаны с растяжением кожи между волосяными фолликулами, а также с ростом головы. Потеря фолликулов с возрастом становится заметнее. У человека в 20-30 лет, в среднем, на голове есть 615 фолликулов на 1 см², в возрасте 30-50 лет число фолликулов снижается до 435 на 1 см².
Меньше всего фолликулов находится в гормонозависимых областях. Андрогенетическая алопеция (облысение) развивается с молодого до пожилого возраста, особенно у мужчин. Имеются не только возрастные, но и расовые, цветовые различия распределения и цвета волос. У европейцев больше волос на теле, чем у чернокожих и азиатов. У последних волосы на теле и конечностях могут вообще отсутствовать или быть редкими и незаметными. У европейца волосы на теле бывают черного или коричневого цвета, рыжего или белокурого. Другие же расы имеют лишь черные и коричневые волосы на теле, и им реже необходимо восстановление волос на голове.

Размер и форма длинных волос отличаются в зависимости от расы. Волосы на голове прямые и круглые у азиатов, а вьющиеся и овальные у чернокожей расы. У европейцев такие параметры варьируются. Преимущественно у всех рас волосы на теле круглые, только волосы бороды и лобка преимущественно овальные.

Жизненный цикл волос

Волосы – это уникальный продукт, который формирует стержень из ороговевших клеток, а через определенный период умирает. На месте умершего волоса растет новый волос. Орган, производящий волосы, имеет функцию самовосстановления. Именно этим волосяные фолликулы отличаются от эпидермиса. Кожа только теряет свои ороговевшие мертвые клетки, тогда как базальные клетки волос дифференцируются и размножаются.

Такое циклическое поведение волос имеет свои преимущества. Сальные и потовые железы также наделены подобными особенностями. При непрерывном росте волос они начинали бы вредить человеку. В свою очередь, близкие родственники волос, например, ногти, не имеют цикличности роста.

Стадии цикличности жизни волос

Стадия роста волос – анаген. Эта стадия инициируется сигналами, стимулирующими рост нового волосяного фолликула. Сигналы поддерживают нисходящий рост фолликула на определенную глубину, формируя рост новых волос и волосяную луковицу. Длительность периода роста волоса определяет его длину, а от размера луковицы зависит окружность волоса.

Цикл развития волоса I - Анаген (фаза активного роста 3-6 лет); II - Катаген (переходная фаза 1-2 недели); III - Телоген (фаза покоя 5-6 недель); IV - Возвращение к Анагену; 1 - Клубковый волос; 2 - Вторичные зародышевые клетки; 3 - Кожный сосочек; 4 - Волосяная матрица формирует новый волос

Короткий период роста волос – катаген. Он длится 2 дня, в течение которых происходит рост луковицы, а также переменной части фолликула. Часть фолликула сокращается, так как ее клетки умирают.

Стадия замирания – телоген. В этот период волосы не производятся. Транзитный фолликул (переменная часть фолликула) отсутствует, а волосы, которые уже выросли выпадают или присутствуют на теле, имея атрофированную луковицу. Фолликулы остаются бездействующими – это научно подтверждено только для волос головы. На протяжении примерно трёх месяцев, в период телогена, после высокой лихорадки, после родов, после приема лекарств или стресса замершие волосы начинают выпадать - именно в это время часто бывает необходимо лечение волос.

Цикл жизни волоса контролируют определенные факторы. Каждый волосяной фолликул имеет собственные биологические часы. Хотя все фолликулы и растут одновременно, но, через какое-то время синхронизация роста фолликулов утрачивается.

В любой области фолликулы имеют свою индивидуальную программу роста, не зависимо от стадии цикла роста. Поэтому нередко проводят пересадку волос с мест активного роста на лысеющую область. Пересаженная кожа будет придерживаться тех характеристик волос, которые имела ранее.

Сигнал для роста, замирания и прекращения роста индивидуален для каждого фолликула. Не исключено влияние гормонов, витаминов, микро и макроэлементов, продуктов метаболизма и прочих экзогенных факторов на рост волос.

Статья «Функции и структура волос» написана врачами «Академии медицинской косметологии и эстетической стоматологии», г. Санкт-Петербург. Опубликована у нас с разрешения администрации сайта академии centrkosmetologii.ru.