XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Химический состав волос. Влияние COVID-19 на состояние волос человека

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы

Матерова А.Д. 1

---

1ГБОУ СОШ с.Подстепки

Гарькуша Н.В. 1

---

1ГБОУ СОШ с.Подстепки

Работа в формате PDF

0.9 MB

1. ВВЕДЕНИЕ

В марте 2020 года в мире была объявлена пандемия заболевания Сovid-19. Это новое заболевание, имея ряд сходных симптомов (высокая температура, першение в горле, общая слабость, кашель, часто - потеря обоняния), протекает у разных людей по-разному. Кто то попадает в реанимацию, было много погибших от ковида в первые 2 года после появления этого заболевания (по данным ВОЗ погибло около 15 млн человек), а кто-то и не замечает, что заболел. Но при такой разнице в развитии заболевания, постковидные состояния характеризуются рядом общих черт: хронической усталостью, нарушениями сна, когнитивной дисфункцией, депрессией, тревогой, дыхательными и неврологическими  расстройствами, болезнями ЖКТ, кожи, выпадением волос.

К текущему 2023 году  пандемии нет, 5 мая 2023 г ВОЗ сообщила о ее завершении. Cам же коронавирус никуда не делся, он мутирует, и новые штаммы, время от времени, вызывают всплеск заболеваемости людей по всему миру. Постковидные состояния остаются довольно неприятными и опасными для здоровья последствиями этих сезонных всплесков.

Целью данной работы является: изучение химического состава и строения волос, и влияние на их состояние COVID-19.

Задачи:

1. Изучить информацию о химическом составе и особенностях строения волос человека.

2. Провести исследование химического состава и биологических особенностей волоса здорового испытуемого.

3. Сравнить различия в некоторых химико-биологических особенностях волос здорового человека и человека с постковидным синдромом (на примере одного и того же испытуемого).

4. Сделать выводы, сформулировать рекомендации.

Объект исследования: волосы человека.

Предмет исследования: влияние перенесенного COVID-19 на состояние волос человека

Гипотеза работы: постковидный синдром, помимо всего прочего, характеризуется ухудшением состояния волос человека, изменением их структуры, уменьшением волосяного покрова, что связано, возможно, с нарушением кровоснабжения кожи головы и другими факторами, связанными с перенесенным заболеванием.

2.ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.

2.1. Особенности строения волос человека, их химический состав.

Волосы, с биологической точки зрения, - производные эпидермиса, представляют собой многослойные образования из эпителиальных клеток. Начинают расти в волосяных фолликулах и ороговевают по мере удаления от кожной поверхности.

Каждый волос состоит из трёх слоёв. Первый, наружный слой, называется  кутикула. Он образован плоскими ороговевшими клетками, заполненными кератином. Клетки этого слоя располагаются, как бы перекрывая друг друга в виде черепицы, выполняют защитную функцию. Когда чешуйки кутикулы лежат плотно, аккуратно перекрываясь, волосы шелковистые, мягкие и блестящие. Если же клетки кутикулы повреждены, волосы тускнеют, становятся ломкими и легко путаются.

Второй слой расположен под кутикулой, называется корковым веществом, или кортексом. Кортекс состоит из удлинённых ороговевших клеток, содержащих пигмент меланин. Он определяет естественный цвет волос. Кортекс придаёт волосам прочность и эластичность.

Центральная часть волоса представлена мозговым веществом, состоящим из ороговевших кубических клеток и воздушных полостей между ними. Этот слой отсутствует в тонких (пушковых) волосах. Назначение этого слоя неизвестно, но предполагается, что по нему поступают питательные вещества к кортексу и кутикуле. Этим можно объяснить быстрое изменение волос при заболевании.

С химической точки зрения волосы состоят из органических и неорганических веществ. Среди органических веществ на первом месте идут белки, их содержание колеблется от 78% до 90%. В основном, это белок кератин, часть аминокислот которого имеют в своем составе атомы серы. Еще в здоровом волосе содержатся: до 15% воды, 6% липидов (жироподобные вещества), 1% пигмента.

Каждый волос имеет определенную продолжительность жизни. На голове волосы сменяются раз в 2-4 года, на ресницах - раз в 3-5 месяцев. У здорового взрослого человека в течение месяца волосы вырастают на 1-1,5 см. Ежедневно на голове выпадает 15-70, иногда до 100-450 волос.

Толщина волос зависит от возраста человека, цвета волос, и от принадлежности к той или иной расе. Самые толстые и жесткие волосы у представителей монголоидной расы. У новорожденных волосы примерно в 2-3 раза тоньше, чем у взрослых. У младенцев толщина волос составляет 20-40 мк (микрон), у взрослого человека - 70-100 мк. С возрастом толщина волос уменьшается, у пожилых людей она составляет 50-70 мк.

Количество волос на голове здорового человека составляет, в среднем 100 - 150 тысяч.

2.2. Перечень проведенных экспериментов.

В ходе работы мы провели экспериментальную часть, которая включала в себя:

1) макро- и микроморфологическое исследование волос здорового испытуемого и его же волос после перенесенного ковида;

2) изучение прочности и эластичности волос здорового испытуемого и его же волос в постковидном состоянии;

3) исследование химического состава волос (на предмет содержание белка) до и после перенесенного заболевания.

4) сравнение количества ежесуточной потери волос у испытуемого до и после перенесенного заболевания.

Для проведения экспериментов мы брали образцы волос одного и того же испытуемого в сентябре 2023 года (здоровый человек) и в декабре 2023 года (через три недели, после перенесенной коронавирусной инфекции, подтвержденной положительным тестом на ковид). Испытуемый - учащийся 17 лет, волосы неокрашенные, хронические заболевания, в том числе кожи головы, отсутствуют.

2.3. Описание проведенных экспериментов.

Эксперимент 1. Сравнение макро- и микроморфологических особенностей волос одного и того же испытуемого до и после перенесенного заболевания (см.приложение 1).

Дополнения:

1) Измерение толщины волоса проводилось с помощью прибора микрометра МК 0-25 мм, (верхний предел измерений: 25 мм, цена деления: 0.01 мм).

2) Изучение микроморфологических особенностей строения волоса проводилось с помощью микроскопа ОПТА УМ-401П с увеличением 160 и 400.

Эксперимент 2. Сравнение некоторых физических показателей волос здорового испытуемого и его же волос после перенесенного ковида(см. приложение 2).

Эластичность волос — это их способность растягиваться и возвращаться к первоначальной длине без повреждений. Это признак целостности структур кортекса волоса. Степень эластичности может быть: нормальная, низкая, нулевая. Степень эластичности волос проверяется на влажных волосах.Влажный волос растягивается примерно на 50%, сухой на 10-20%

Волосы человека обладают пористостью. Поверхность здоровых волос цельная, чешуйки кутикулы плотно прилегают друг к другу, кутикула медленно пропускает влагу. А поврежденные волосы быстро впитывают жидкость, так какчешуйки прилегают друг к другу менее плотно, волосы с небольшими повреждениями, принимают и отдают влагу со средней скоростью.

Чтобы проверить пористость волос, надо подготовить несколько волос из разных частей головы, опустить их в емкость с водой. Здоровые волосы будут плавать на поверхности, не совсем здоровые уйдут под воду, а поврежденные опустятся на дно.

Прочность. Все волосы обладают значительной прочностью и рвутся при приложении довольно большой тяжести. По прочности они сравнимы с алюминием и способны выдержать нагрузку от 100 до 200 г. Прямые волосы обладают большей прочностью, курчавые — меньшей. За прочность волоса отвечает стержень волоса, а именно, кортекс и мозговое вещество.

Волосяной сосочек (фолликул) снабжен кровеносными сосудами, по которым к его непрерывно делящимся клеткам поступают питательные вещества и кислород. Этот процесс происходит на стадии анагена. При фазе катагена нарушается питание, а сам волос движется вверх, становясь дальше от сосочка. На третьей стадии, стадии телогена волосяной стержень крепится на поверхности кожи и через некоторое время выпадает.

Эксперименты проводились при одинаковой комнатной температуре, в условиях одинакового освещения (дневное освещение, плюс осветительная настольная лампа).

Эксперимент 3. Исследование химического состава волос (на предмет содержание белка) до и после перенесенного заболевания (см. приложение 3.).

Биуретовая реакция. К 1 мл исследуемого 1% раствора белка добавляют равный объем 10 % раствора гидроксида натрия (NaOH) щелочи и затем 2-3 капли 1 % раствора сульфата меди (CuSO₄), разбавленного, почти бесцветного раствора медного купороса. При положительной реакции появляется фиолетовая окраска с красным либо синим оттенком.

Ксантопротеиновая реакция белков. К 0,2 г волос добавляют 1 мл концентрированной азотной кислоты. В результате реакции раствор и осадок окрашиваются в ярко-желтый цвет. При этом осадок почти полностью растворяется в результате гидролиза.

Эксперимент 4. Сравнение количества ежесуточной потери волос у испытуемого до и после перенесенного заболевания (см. приложение 4).

Наиболее точный способ подсчета ежесуточной потери волос следующий: необходимо отказаться от мытья волос на 3 дня. На четвертые сутки надо подсчитать все волоски, оставшиеся на постельном белье. Затем, установив на слив ванной сеточку, помыть волосы и посчитать выпавшие волосы на сеточке. Добавить к ним волосы с расчески после причесывания и количество волос с постельного белья. Полученное число делим на три и получаем примерное ежесуточное количество выпадающих волос.

2.4. Результаты и их обсуждение.

В ходе проведенного исследования были изучены макро- и микроморфологические показатели волос, их прочность и эластичность, химический состав волос (на предмет содержание белка) здорового испытуемого и его же волос после перенесенного ковида, а также было проведено сравнение количества ежесуточной потери волос у испытуемого до и после перенесенного заболевания.

1) В ходе первого эксперимента выяснилось, что:

- волосы человека, перенесшего ковид, становятся более тонкими и волнистыми, склонными к скручиванию;

- толщина волос после болезни изменилась значительно (с 0,085 мм у здорового человека она уменьшилась до 0, 05 мм);

- пигмент в волосах распределяется менее ровно, его становится меньше;

- чешуйки кутикулы неплотно прилегают друг к другу, поверхность волоса несколько неровная.

2) Второй эксперимент показал, что

- после перенесенного заболевания уменьшилась прочность волос. До заболевания прочность волоса была высокая ( волос выдерживал груз 100-102 г), а после – стала средняя (волос рвался под грузом не более 81 г);

- эластичность волос с нормальной стала низкой (сухие волосы после заболевания практически не растягивались, быстро рвались, а влажные растягивались всего на 20 %, в отличие от здоровых волос, которые во влажном состоянии растягивались примерно на 50%);

- увеличилась пористость волос из-за неплотного прилегания чешуек кутикулы друг к другу

(это подтверждено и микроскопическими исследованиями поверхности волоса);

- состояние волосяного фолликула большинства волос в постковидном периоде соответствовало стадии телогена - волосяной стержень крепится на поверхности кожи и через некоторое время выпадает. Из 10 исследованных в этом эксперименте волосков, 6 были как обломаны (см приложение).

3) В ходе третьего эксперимента выяснилось значительное снижение количества белка в волосах человека после перенесенной коронавирусной инфекции:

- ксантопротеиновая реакция на содержание белка, показала меньшее содержание белка в волосах после перенесенного ковида, окрашивание было менее интенсивное (приложение );

- биуретовая реакция показала так же снижение количества белка в волосах после заболевания (приложение).

4) Ежесуточные потери волос после ковида возросли более, чем в 2 раза (с 82 до 196 после заболевания).

Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы. После перенесенного ковида однозначно наблюдается снижение количества белка в волосах. Это подтверждается биуретовой и ксантопротеиновой реакциями, изменением структуры волоса (чешуйки неплотно прилегают друг к другу, возможно, из-за снижения кератина в кутикуле). Кроме того, уменьшается количество белков и в кортексе (например, меньше становится меланина), наблюдается снижение эластичности и прочности волос, за что тоже отвечает кортекс.

Снижение количества белка можно объяснить стрессовым состоянием организма в процессе, и после заболевания, принятием противовирусных и антибактериальных препаратов, нарушением кровоснабжения волосяных луковиц, гормональными нарушениями, нехваткой некоторых витаминов и микроэлементов, белковой недостаточностью организма в целом.

2.5. Рекомендации по восстановлению волос после перенесенной коронавирусной инфекции.

В 2021 году на базе медицинских ВУЗов в 5 городах (Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск, Ростов-на-Дону, Краснодар) были проведены эксперименты по восстановлению волосяного покрова у пациентов в постковидном состоянии. В течение 2-4 месяцев пациентам с выпадением волос после COVID-19 давали препарат Селенцин (таблетки и лосьон). Стойкий положительный эффект наблюдался уже со второго месяца применения. («Возможности коррекции диффузной алопеции, ассоциированной с перенесенной коронавирусной инфекцией (COVID-19)» , cyberleninka.ru). Систематизируя имеющиеся научные данные, мы выделили основные рекомендации трихологов по улучшению состояния волос после перенесенного заболевания:

1) Прием витаминов по назначению врача (вит С и D );

2) Восполнение нехватки цинка, кальция, железа, хрома и других микроэлементов после подтверждения их дефицита лабораторным способом

3) Прием препаратов, содержащих микроэлемент селен (например, препаратов Селенцин в виде таблеток и лосьонов);

4) Курсы мезотерапии (инъекционные питательные и витаминные коктейли для кожи головы),

5) Курсы массажа волосяной части головы.

3. Список литературы.

1. А.Г. Гаджигороева. Клиническая трихология. Практическая медицина:. 2014;

2. А. Шимчук. Основы анатомии и физиологии кожи и волос. Учебное пособие. ФГОС. Феникс-2020 с.48-50.

3. Эрнандес Е.И. Уход за волосами в практике косметолога и трихолога. 2020.;

4. https://cyberleninka.ru/article/n/vozmozhnosti-korrektsii-diffuznoy-alopetsii-assotsiirovannoy-s-perenesennoy-koronavirusnoy-infektsiey-covid-19/viewer

5. https://cyberleninka.ru/article/n/androgennaya-alopetsiya-i-koronavirusnaya-infektsiya

4.Приложение.

Приложение 1.

Приложение 2.