Composição e estrutura dos cabelos | Ciência na comunidade/Science in the community
O Welder afirmou: "estou fazendo umas três luzes por dia" e o Carlos Alberto disse que "os tratamentos mais frequentes que realizamos, primeiro é a tintura e depois luzes. A mulherada detesta cabelo branco e a tintura você faz ela de 20 em 25 dias; tem que estar retocando a raiz. Quem tem cabelo branco retoca de 20 em 25 dias a raiz, porque já dá quase um centímetro de raiz". O cabelo humano é constituído por fios que crescem em cavidades chamadas folículos: pequenas bolsas de células vivas localizadas abaixo da pele ou couro cabeludo. A raiz a qual Carlos Alberto se refere é a porção que fica abaixo da epiderme, que, por isso, não é tingida nos procedimentos. Com o crescimento do cabelo, essa parte aparece acima da pele em pouco tempo e, assim, "tem que estar retocando a raiz".
O diâmetro das fibras de cabelo do couro cabeludo humano varia de 15 a 110 µm (1 micrometro = 1 milionésimo do metro ou equivalente à milésima parte do milímetro), dependendo da etnia, e crescem em três fases distintas que são controladas por hormônios (ROBBINS, 2002, p. 9). Em termos de comprimento, o cabelo humano cresce aproximadamente 1,0 a 1,5 cm por mês e possui aproximadamente 100.000 folículos produtivos responsáveis por repor em média de 50 a 100 cabelos por dia (CHATT; KATZ, 1988 apud POZEBON; DRESSLER; CURTIUS, 1999).
Carlos Alberto disse: "o cabelo, a formação dele já é mais queratina né?". Os fios ou fibras capilares são constituídos basicamente por cerca de 65 a 95% de proteínas, sendo a queratina aquela presente em maior quantidade. As proteínas são polímeros de condensação ou macromoléculas formadas por uma sequência de 15 a 20 tipos de aminoácidos. As moléculas mais simples desses compostos são formadas por um grupo carboxílico (COOH), um grupo amina (NH2) e dois átomos de hidrogênio (H) ligados a um átomo de carbono (Glicina). A esse mesmo carbono pode se ligar um radical (R) qualquer no lugar de um dos átomos de hidrogênio, o qual irá determinar o tipo de aminoácido. Ao sofrerem reações químicas, tais como branqueamentos químicos (oxidação), alisamentos alcalinos e exposição à luz solar, os aminoácidos são convertidos em outras substâncias ou derivados, como, por exemplo, a cistina formada por dimerização da cisteína em condições oxidantes. A figura a seguir apresenta os principais aminoácidos presentes no cabelo humano.
Fórmulas estruturais dos principais aminoácidos presentes no cabelo
Outros componentes dos fios de cabelo são: água, lipídeos (estruturais e livres), pigmentos e elementos traços (geralmente não livres e combinados quimicamente com cadeias laterais de grupos proteicos ou com grupos de ácidos graxos) (ROBBINS, 2002, p. 63).
Carlos Alberto também afirmou que "moléculas de enxofre têm na formação do cabelo, no interior do fio do cabelo, no córtex dele". Os principais elementos químicos presentes na fibra capilar são descritos na Tabela 1. Além destes, o ferro, o zinco, o iodo, o cobre e o alumínio também são elementos que fazem parte da constituição do cabelo na forma de traços (BAYARDO, 2005 apud KOHLER, 2011).
O fio capilar é formado por três partes: cutícula, córtex e medula, cada qual com características próprias.
Diagrama esquemático de uma secção transversal da fibra capilar humana
A cutícula é a região em torno do córtex cuja característica é ser quimicamente resistente. Cada célula da cutícula contém uma membrana externa fina, a epicutícula, que, é subdividida em três camadas principais: a exocutícula "A", a exocutícula "B" e a endocutícula. O córtex compreende a maior parte da massa da fibra capilar, suas células contêm proteínas e melanina – os grânulos de pigmentos responsáveis pela coloração dos fios. A região mais interna é a medula, um eixo oco no interior do cabelo, formado por fibras de queratina em pequenas cavidades (ROBBINS, 2002, p. 25-50).
As proteínas do cabelo unem-se umas às outras por meio de ligações de hidrogênio, pontes dissulfeto (S–S) e ligações iônicas, as quais são responsáveis pela estabilidade estrutural, pela forma do cabelo e pela resistência mecânica dos fios. A ligação de hidrogênio ocorre entre um átomo de hidrogênio proveniente da hidroxila (-OH) de um aminoácido e o átomo de oxigênio proveniente do grupo carbonila (R2–C=O) de outro aminoácido. Quando o cabelo está molhado, estas ligações são favorecidas, então podemos alterar temporariamente sua forma como, por exemplo, quando se faz escova.
Ligação de hidrogênio entre os aminoácidos dos cabelos
As pontes dissulfeto ocorrem com a união de dois átomos de enxofre -S-S-, como, por exemplo, quando os grupos tióis (-SH) provindos de duas moléculas do aminoácido cisteína se combinam formando o aminoácido cistina. O rompimento dessas ligações ocorre quando realizamos processos de alisamento e relaxamento capilar.
Ponte dissulfeto
As ligações iônicas ocorrem por meio da atração eletrostática entre dois íons carregados, um com carga positiva e o outro com carga negativa, provenientes de aminoácidos diferentes. Essas ligações são quebradas pela ação da água quando o cabelo é molhado, por exemplo, ocorrendo o aumento da sua extensão (FONSECA, 2001 apud KOHLER, 2011).
Os diferentes tipos de cabelo são resultado de variadas conformações das cadeias proteicas e dos diversos tipos de aminoácidos. As mulheres adoram mudar a aparência alterando a coloração capilar, mas por que o cabelo humano tem diferentes colorações?
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BAYARDO, B.T. Bioquímica da beleza. In: Curso de Verão. Instituto de Química, Departamento de Bioquímica, Universidade de São Paulo, 2005.
CHATT, A.; KATZ, S.A. Hair Analysis: Applications in the Biomedical and Environmental Sciences. New York: VCH Publishers, 1988. 114 p.
FONSECA, M.R.M. Completamente química. São Paulo: FTD, 2001.
KOHLER, R.C.O. A química da estética capilar como temática no ensino de química e na capacitação dos profissionais da beleza. 2011. 112 f. Dissertação (mestrado). Centro de Ciências Naturais e Exatas, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2011. Disponível em: <http://cascavel.cpd.ufsm.br/tede/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=3577>. Acesso em: 8 mar. 2016.
POZEBON, D.; DRESSLER, V.L.; CURTIUS, A.J. Análise de Cabelo: Uma revisão dos procedimentos para a determinação de elementos traço e aplicações. Química Nova, v. 22, n. 6, p. 838-846, 1999.