Włosy są zbudowane głównie z keratyny, a ich kształt, sprężystość i odporność zależą od sieci wiązań chemicznych łączących łańcuchy tego białka. Wiązania peptydowe i dwusiarczkowe tworzą trwały szkielet włókna, natomiast wiązania wodorowe i jonowe łatwiej reagują na wodę, temperaturę oraz zmiany pH. Ich działanie wyjaśnia, dlaczego włosy można czasowo stylizować, ale trwałą zmianę kształtu uzyskuje się dopiero przez zabieg chemiczny.
Gdzie we włosie znajdują się wiązania?
Widoczna część włosa, czyli łodyga, ma budowę warstwową. Od zewnątrz znajduje się osłonka, głębiej warstwa korowa, a w grubych włosach także rdzeń. Nie należy utożsamiać warstw włosa z wiązaniami chemicznymi. Osłonka, kora i rdzeń to elementy budowy, natomiast wiązania są oddziaływaniami, które stabilizują cząsteczki keratyny wewnątrz tych struktur.
Większość wiązań istotnych dla właściwości mechanicznych włosa znajduje się w warstwie korowej, czyli cortexie. Stanowi ona około 80% masy łodygi i jest zbudowana z komórek zawierających uporządkowane włókna keratynowe. Łańcuchy białkowe mogą układać się w struktury alfa-helisy, a następnie tworzyć większe jednostki, takie jak mikro- i makrofibryle. Wiązania wewnątrz pojedynczego łańcucha oraz między sąsiednimi łańcuchami współdecydują o wytrzymałości włosa.
W korze znajduje się także cement międzykomórkowy, określany jako CMC. Zawiera między innymi lipidy, ceramidy i kwasy tłuszczowe. Spaja komórki, pomaga zatrzymywać wilgoć i wpływa na elastyczność włókna, ale nie jest jednym z czterech podstawowych typów wiązań omawianych w chemii keratyny.
Jakie są rodzaje wiązań chemicznych we włosie?
W praktyce fryzjerskiej wyróżnia się cztery główne rodzaje wiązań. Można je podzielić według trwałości:
- Wiązania peptydowe
- Wiązania dwusiarczkowe
- Wiązania wodorowe
- Wiązania jonowe, nazywane także solnymi
Dwa pierwsze typy mają charakter kowalencyjny i tworzą trwałą strukturę białka. Wiązania wodorowe oraz jonowe są słabsze i łatwiej odwracalne. Nie oznacza to, że są nieistotne. Wpływają na bieżącą elastyczność włosa, jego zachowanie podczas mycia oraz możliwość czasowej zmiany kształtu.
| Rodzaj wiązania | Trwałość | Podatność na czynniki |
|---|---|---|
| Peptydowe | Trwałe, tworzy szkielet białka | Wrażliwe na silne działanie chemiczne, skrajne pH i długotrwałe przegrzewanie |
| Dwusiarczkowe | Trwałe, stabilizuje przestrzenną strukturę keratyny | Zmienia się pod wpływem reduktorów i utleniaczy |
| Wodorowe | Nietrwałe i łatwo odwracalne | Rozrywa je woda i ciepło, a odbudowa zachodzi po wyschnięciu |
| Jonowe | Nietrwałe, zależne od ładunków | Reaguje na zmiany pH, wilgoć i preparaty chemiczne |
Wiązania peptydowe
Wiązanie peptydowe łączy aminokwasy w długie łańcuchy białkowe. Dzięki nim powstaje podstawowy szkielet keratyny. Są to wiązania kowalencyjne, dlatego ich uszkodzenie oznacza naruszenie samej struktury białka, a nie tylko chwilową zmianę ułożenia włosa. Włos z uszkodzonymi łańcuchami keratynowymi traci wytrzymałość i łatwiej się łamie.
Wiązania dwusiarczkowe
Mostki dwusiarczkowe powstają między resztami cysteiny, a dokładniej między atomami siarki pochodzącymi z tego aminokwasu. Stabilizują przestrzenną, trzeciorzędową strukturę keratyny. Ich rozmieszczenie i ułożenie wpływa na naturalny skręt włosa, dlatego są najważniejszym celem trwałej ondulacji oraz trwałego prostowania.
W odróżnieniu od wiązań wodorowych mostki dwusiarczkowe nie rozpadają się zwykle pod wpływem samej wody lub krótkiego kontaktu z ciepłem. Można je jednak zmieniać za pomocą reakcji redukcji i utleniania. Zbyt agresywny zabieg może uszkodzić nie tylko część mostków, lecz także inne elementy włókna.
Wiązania wodorowe
Wiązania wodorowe są słabszymi oddziaływaniami między fragmentami cząsteczek keratyny. Woda i temperatura mogą je czasowo rozrywać, dlatego mokre włosy stają się bardziej podatne na modelowanie. Po wyschnięciu część tych wiązań tworzy się ponownie, utrwalając kształt nadany podczas suszenia lub stylizacji.
Wiązania jonowe
Wiązania jonowe wynikają z przyciągania obszarów o przeciwnych ładunkach w strukturze keratyny. Ich stabilność zależy między innymi od pH. Preparaty zasadowe mogą zmieniać stan jonizacji grup chemicznych we włosie, a środowisko kwaśne sprzyja przywróceniu innego rozkładu ładunków. Dlatego pH produktów ma znaczenie dla kondycji włókna, choć samo zakwaszenie nie odbudowuje zerwanych wiązań peptydowych ani dwusiarczkowych.
Jak zabiegi fryzjerskie zmieniają wiązania?
Trwała ondulacja zmienia kształt włosa przede wszystkim przez kontrolowane oddziaływanie na mostki dwusiarczkowe w korze. Zabieg nie polega wyłącznie na mechanicznym nawinięciu pasm na wałki. Wałki nadają włosom położenie, ale preparaty chemiczne umożliwiają zmianę części wiązań stabilizujących wcześniejszy kształt.
Proces można opisać w trzech etapach. Najpierw preparat redukujący rozluźnia lub przerywa część mostków dwusiarczkowych. Włókno staje się wtedy bardziej podatne na zmianę ułożenia. Następnie włosy formuje się na wałkach albo przy użyciu narzędzi do prostowania. Na końcu stosuje się preparat utleniający, czyli utrwalacz lub neutralizator, który pomaga ponownie połączyć grupy siarkowe w konfiguracji odpowiadającej nowemu kształtowi.
W praktyce nie jest to pełna, bezwarunkowa „odbudowa” włosa. Część wiązań może zostać odtworzona, ale zabieg chemiczny może jednocześnie zmniejszyć odporność włókna i uszkodzić jego otoczenie. Skala zmian zależy między innymi od stanu włosów, rodzaju preparatu, pH, czasu działania i kontroli procesu.
Podobny mechanizm dotyczy trwałego prostowania, choć celem jest uzyskanie bardziej rozciągniętego ułożenia włókien. Z kolei zwykłe suszenie, modelowanie i prostowanie na gorąco oddziałują głównie na wiązania wodorowe. Efekt takich zabiegów jest czasowy i zanika pod wpływem wilgoci lub mycia, o ile nie doszło do uszkodzeń strukturalnych.
Co prowadzi do uszkodzenia wiązań?
Włosy mogą tracić integralność stopniowo, zwłaszcza gdy kilka obciążających czynników działa jednocześnie. Największe znaczenie mają:
- Wysoka temperatura podczas prostowania, lokowania i suszenia
- Agresywne preparaty chemiczne, zwłaszcza stosowane zbyt często
- Niewłaściwe pH kosmetyków lub zbyt długi czas ich działania
- Intensywne rozjaśnianie, tarcie, szarpanie i mechaniczne rozciąganie
Uszkodzenia wiązań trwałych są trudniejsze do odwrócenia niż rozluźnienie wiązań wodorowych lub jonowych. Dlatego włosy łamliwe, mocno rozjaśniane albo poddawane wielu zabiegom chemicznym wymagają oceny przed kolejną zmianą kształtu. Sama odżywka może poprawić śliskość i wygląd powierzchni, ale nie przywraca w pełni pierwotnej budowy zerwanych łańcuchów keratynowych.
Świadoma praca z włosem polega na dobraniu siły zabiegu do jego kondycji, ograniczeniu temperatury oraz zachowaniu kontroli nad pH i czasem działania preparatów. Pozwala to zmniejszyć ryzyko naruszenia zarówno mostków dwusiarczkowych, jak i szkieletu peptydowego.
Wiązania wodorowe i jonowe decydują głównie o czasowej podatności włosów na stylizację, natomiast peptydowe i dwusiarczkowe odpowiadają za trwały szkielet keratyny. Ochrona tych struktur ma bezpośrednie znaczenie dla sprężystości, odporności i bezpieczeństwa zabiegów chemicznych.
