Влияние химических факторов на состояние клеточных структур корня волоса человека

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

города Москвы

«Школа № 2120»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

на тему: «Влияние химических факторов на состояние клеточных структур корня волоса человека»

Выполнили: Айрапетян Алина, Хомидова Фаридахон

Ученицы 10А-3 класса

ГБОУ школа № 2120 Ш-3 г. Москвы

Руководитель: Абрамова Людмила Леонидовна,

учитель биологии

Москва - 2018

Содержание

Аннотация

Введение

1. Строение человеческого волоса

2. Исследование влияния химических факторов на состояние клеточных структур корня волоса человека

2.1 Описание алгоритма проведения исследования

2.2 Ход эксперимента

2.3 Результаты исследования

2.4 Рекомендации по сохранению здоровья волос

Выводы

Литература

Аннотация

Данная исследовательская работа посвящена изучению влияния химических факторов на состояние клеточных структур корня волоса человека. Перед выполнением работы была поставлена цель: доказать, что при воздействии разных красящих средств изменяется клеточная структура корня и луковицы человеческого волоса. В соответствии с целью работы была сформулирована гипотеза: воздействие красящих смесей вызывает морфологические изменения в клеточной структуре корня и луковицы, что обусловливает ломкость стержня и отторжение волоса.

Анализ изученной литературы и полученные результаты позволяют заключить, что наиболее значимо отрицательно влияют на клеточный состав корня волоса порошок Ультра Блонд и краска Garnier. Обесцвечивание волос порошком Ультра Блонд (оксигент 6%) нарушает естественную пигментацию клеток, вызывает разрыхление слоёв корневых влагалищ, атрофию клеток луковицы, существенное нарушение её питания, что в целом характеризует прекращение роста волоса, отторжение его луковицы (завершение стадии катагена) и перехода в телоген.

Втирание (7 дней) масла усьмы в корни волос после их обесцвечивания, а также окрашивание обесцвеченных волос иранскими Хной и Басмой способствовало восстановлению структуры внутреннего и наружного корневых влагалищ. Регенерирующее воздействие растительных экстрактов на эпителий внутреннего корневого влагалища, луковицы волоса, структуру волосяного сосочка инициировало укрепление корней и активный рост волос.

Результаты исследования позволили разработать рекомендации по сохранению здоровья волос.

Введение

Один из важнейших органов человеческого организма, выполняющий защитную, терморегуляционную, выделительную и рецепторную функции в организме, является кожа. Кожа образует наружный покров тела. Ее общая поверхность составляет около 1,5-1,8 м2. Кожа состоит из эпидермиса и собственно кожи - дермы, к которой прилегает подкожная жировая клетчатка. Составной частью нашего защитного покрова являются волосы [2,3].

В настоящее время накоплен большой материал по изучению структуры наружных покровов кожи и стержней волос. Эти данные особенно важны для практики дерматологов, специалистов салонов красоты и парикмахеров. Волосы -- производные эпидермиса, предохраняют кожу от воздействия низких и высоких температур, климатических факторов и повреждений. Длинные волосы головы участвуют в терморегуляции тела [1]. Множество косметических производств в мире совершенствуют технологии получения красок и других средств для обработки волос. Несмотря на это, непрофессиональное воздействие на волосы красками часто приводит к отрицательным последствиям: повышению их ломкости, истончению и сечению [5].

На сегодня недостаточно сведений о нарушении клеточной структуры корня волоса при окрашивании синтетическими красителями. Поскольку эта проблема актуальна, мы провели своё цитологическое исследование корня волоса при современных способах окрашивания.

2. Цель исследования - доказать, что при воздействии разных красящих средств изменяется клеточная структура корня и луковицы человеческого волоса.

Задачи исследования:

1.Изучить литературу по выбранной теме;

2.Исследовать микроскопическую структуру стержня и корня здорового человеческого волоса (контроль);

3.Сравнить изменения клеточных структур волос, подвергнутых разным способам окрашивания синтетическими и натуральными красителями и маслами (опыты: 1,2,3,4,5 и 6) с результатами контроля;

4.На основе полученных результатов провести их анализ, сделать выводы и составить рекомендации.

Объект исследования - корни волос человека.

Предмет исследования - изучение микроскопической структуры корня человеческого волоса в норме и в эксперименте.

В соответствии с достижением цели исследования мы сформулировали следующую гипотезу.

3.Гипотеза - воздействие красящих смесей вызывает изменения в клеточной структуре корня и луковицы, что обусловливает нарушение морфологии стержня и отторжение волоса.

Методика эксперимента и оборудование:

- В процессе проведения эксперимента изготавливали тривиальные гистопрепараты «корень волоса» в контроле и опытах без применения методики окрашивания. Для соблюдения чистоты эксперимента в работе использовали корни волос, взятые из одной зоны и не менее пяти экземпляров;

- Извлечённый волос с корнем помещали на обезжиренное (этиловым спиртом) предметное стекло, добавляли 1-2 капли дистиллированной воды и накрывали обезжиренным покровным стеклом;

- Микроскопирование гистопрепаратов осуществляли на микроскопе Micros (Австрия) ANTI - MOULD (x1500) при разрешении увеличения х200;

- Фотографирование гистопрепаратов производили с помощью цифровой видеокамеры TOUPCAM UHCCD 05100KPA (Китай);

-Осуществляли сравнение объектов исследования, протоколирование эксперимента;

- Анализ и обобщение поученных результатов.

1. Строение человеческого волоса

химический окрашивание структура волос

В волосе различают две составные части: постоянная - фолликул или корень, и временная - стержень. Видимую часть - стержень, принято считать мертвой материей, потому что рост волоса происходит только в фолликуле. В состав человеческого волоса входит множество химических веществ: в основном это белок кератина (70-80%), способствующий укреплению волос, а также липиды, пигмент, микроэлементы и вода. Корень волоса состоит из стекловидной мембраны и фиброзной капсулы, наружного и внутреннего корневого влагалища, клеток матрикса и волосяной луковицы [1,2]. Наружное корневое влагалище волоса окружает соединительнотканная сумка [3], в воло-сяную луковицу врастает волосяной сосочек с сосудами и нервами, который отве¬чает за питание (трофику) клеток луковицы, обусловливая состояние и рост волоса.

Эпителиальная часть наружного корневого влагалища представлена всеми слоями эпидермиса, ближе к луковице роговой слой исчезает. Эпителий внутреннего корневого влагалища и луковицы представлен малодифференцированными активно делящимися клетками - отсюда идет рост волос [4,6].

Видимая часть волоса - стержень, состоит из мозгового (медулла), коркового слоя (кортекс) и наружного слоя (кутикулы). Кутикула выполняет защитную функцию, состоит из 6-9 слоев клеток и по структуре напоминают черепицу и направлены от корня волоса к вершине стержня. При воздействии на волос щелочной среды (обычное мыло), клетки кутикулы химически повреждаются - чешуйки раскрываются, поэтому волосы перестают блестеть, становятся ломкими и легко путаются. При воздействии на волос кислой среды, чешуйки кутикулы лежат плотно, аккуратно перекрываясь, волосы шелковистые, мягкие и блестящие.

Кортекс - основное вещество волоса (составляет от 80 до 85% объема волоса), которое состоит из тысяч микро- и макрофибрилл кератиновых волокон. Медулла - центральная мягкая часть волосяного стержня, состоит из неороговевших эпидермальных клеток. Мозговое вещество заполняют пузырьки воздуха, благодаря чему волос обладает определенной теплопроводностью [5,7,8]. Скорость роста волос человека ¬- 1-1,5 см в месяц. Средняя продолжительность жизни волоса составляет примерно 4-6 лет. Каждый волос может расти в течение этого времени непрерывно, проходя две основные стадии: активного роста (анагена) и промежуточную (катагена, длится несколько недель), пока не наступает период покоя (телоген), который может длиться до трех месяцев. К концу периода катагена луковица отторгается от питающего её сосочка. Как правило, волосы, завершая фазу покоя, выпадают. Примерно 90% всех волос находятся в стадии роста, а 10% -- в стадии покоя. С возрастом рост волос замедляется и это считается физиологической нормой.

Во время фазы анагена наблюдается непрерывное деление малодифференцированных клеток в луковице волосяного фолликула. На телогенной фазе происходит прекращение обновления клеток на несколько месяцев. Полностью отделившаяся от дермального сосочка телогеновая луковица приобретает вытянутую форму и начинает двигаться к поверхности кожного покрова волосистой части головы. В период телогена новый волос начинает расти, а старый выпадает [6,8,9].

2. Исследование влияния химических факторов на состояние клеточных структур корня волоса человека

2.1 Описание алгоритма проведения исследования

1. Выполнение своей работы мы начали с определения цели, задач и выдвижения гипотезы нашего исследования.

2. Далее мы изучили научную и периодическую литературу, материалы интернет-ресурсов по теме: «Строение человеческого волоса». На основе изученных материалов был составлен список использованной литературы.

3. Для решения исследовательских задач были определены основные методы исследования проблемы.

2.2 Ход эксперимента

Нами был проведен эксперимент по выявлению степени влияния различных красящих смесей на состояние клеток корня и луковицы человеческого волоса (волосяных фолликулов).

В эксперименте исследовали строение:

- корня здорового волоса (контроль);

- корня волоса после окрашивания бытовой краской Garnier (опыт 1);

- корня волоса после окрашивания профессиональной краской Estell (опыт 2);

- корня волоса после обесцвечивания (осветления) порошком Ультра Блонд (оксигент 6%) (опыт 3);

- корня волоса, после предварительного обесцвечивания порошком Ультра Блонд (оксигент 6%), с последующим втиранием (7 дней) в корни волос масла усьмы (опыт 4);

- корня волоса, после предварительного обесцвечивания порошком Ультра Блонд (оксигент 6%), с последующим окрашиванием волос иранской Хной (опыт 5);

- корня волоса, после предварительного обесцвечивания порошком Ультра Блонд (оксигент 6%), с последующим окрашиванием волос с иранской Басмой (опыт 6).

Масло усьмы богато ценными витаминами и питательными веществами, предположительно оказывает стимулирующее действие на деление и рост клеток волосяных фолликулов. Иранская Хна содержит витамины группы В, которые укрепляют волосы, благоприятно воздействуя на их структуру.

Иранская Басма содержит вещества, которые предположительно способствуют укреплению и росту волос, улучшают их структуру.

2.3 Результаты исследования

В процессе исследования здоровых неокрашенных волос (контроль) установлено, что в корне волоса слои клеток наружного и внутреннего корневых влагалищ хорошо выражены. В луковице волоса все слои клеток сохранены, в зоне расположения волосяного сосочка заметна рыхлая соединительная ткань. Морфологические признаки соответствуют стадии активного роста волоса.

Опыт 1. Волосы предварительно подвергли окрашиванию бытовой краской Garnier. Результат: В клетках внутреннего и, особенно, наружного корневых влагалищ нарушена естественная пигментация клеток, структура их слоёв с признаками разрыхления. Корень волоса и луковица увеличены в объёме. Во внешних слоях луковицы и корневого влагалища выражена атрофия клеток, появляются разрыхления и пустоты. Отмечается «сужение» в зоне вхождения волосяного сосочка. Все морфологические признаки свидетельствуют о нарушении активного роста (стадии анагена) волоса.

Опыт 2. Волосы предварительно подвергли окрашиванию профессиональной краской Estell. Результат: В зоне наружного и внутреннего корневых влагалищ заметны признаки набухания, естественная пигментация клеток сохранена. Местами в них заметны структурные нарушения клеточных слоёв. В луковице выражено набухание слоёв малодифференцированных клеток, разрыхление в зоне контакта с волосяным сосочком и волосяной сумкой по всей окружности корня. Морфологические признаки свидетельствуют о незначительном нарушении активного роста (стадии анагена) волоса.

Опыт 3. Волосы предварительно подвергли обесцвечиванию (осветлению) порошком Ультра Блонд (оксигент 6%). Результат: В клетках внутреннего корневого влагалища нарушена естественная пигментация клеток. Структура слоёв клеток наружного и внутреннего корневых влагалищ с признаками разрыхления. По всей окружности корня волоса отмечено разрыхление в зоне контакта с соединительнотканной волосяной сумкой. Луковица волоса существенно уменьшена в объёме, повсеместно выражена атрофия малодифференцированых клеток. Отмечается существенное «сужение» в месте вхождения волосяного сосочка, что свидетельствует о полном отторжении луковицы волоса от питающего её сосочка. Все морфологические признаки соответствуют завершению стадии катагена (прекращению роста волоса) и перехода в телоген.

Опыт 4. Волосы подвергли обесцвечиванию порошком Ультра Блонд (оксигент 6%), после чего осуществляли втирание (7 дней)

в корни волос масла усьмы (вайда). Результат: Структура слоёв клеток наружного и внутреннего корневых влагалищ хорошо выражена. Объём луковицы волоса восстановлен, все слои малодифференцированных клеток сохранены. Контакты эпителиальных клеток наружного корневого влагалища с волосяной сумкой и луковицы волоса с волосяным сосочком хорошо выражены. Морфологические признаки характеризуют регенерирующее воздействие масла усьмы на эпителий корневых влагалищ и луковицы волоса, и переход корня волоса из телогена в фазу активного роста (анаген).

Опыт 5. Волосы после предварительного обесцвечивания порошком Ультра Блонд (оксигент 6%) и последующего их окрашивания иранской Хной. Результат: В наружном и внутреннем корневых влагалищах восстановлена естественная пигментация клеток и структура слоёв. Существенно увеличивается объём луковицы за счёт слоёв малодифференцированных клеток. Поверхностные слои корня волоса и луковицы имеют чётко очерченные границы с соединительнотканной сумкой. Хорошо выражена структура волосяного сосочка. Морфологические признаки свидетельствуют об укрепляющем воздействии хны на корни волос.

Опыт 6. Волосы после предварительного обесцвечивания порошком Ультра Блонд (оксигент 6%) и последующего их окрашивания иранской Басмой. Результат: В наружном и внутреннем корневых влагалищах восстанавливается структура слоёв клеток и их естественная пигментация. Увеличивается объём луковицы, с заметно большим числом мелких, тёмных, малодифференцированных клеток. Границы стенок луковицы и соединительнотканной сумки чётко очерчены. Хорошо выражено восстановление структуры луковицы в месте вхождения волосяного сосочка. Морфологические признаки свидетельствуют о стимулирующем влиянии басмы на регенерацию клеток луковицы и как следствие - укрепление корней волос.

В связи с полученными результатами и их анализом нами были разработаны рекомендации.

2.4 Рекомендации по сохранению здоровья волос

- Не следует слишком часто мыть голову, каждое мытье головы - это дополнительный стресс для волос. После мытья волосы должны высыхать естественным путём. Длинные волосы нежелательно расчёсывать от корней - это приводит к повреждению стержней и нарушает состояние корней волос;

- Любое химическое окрашивание (в т.ч. обесцвечивание) увеличивает риск выпадения волос. Восстановление волос необходимо осуществлять путём втирания масла усьмы (вайда), репейного и др. в корни волос, большего употребления витаминов А, В, С, Е и биотин (витамин В7);

- Полноценное питание - залог здоровья и красоты волос.

Выводы

1.Из всех красок, исследованных в эксперименте, наиболее значимо отрицательно влияют на клеточный состав корня волоса порошок Ультра Блонд и краска Garnier;

2.Обесцвечивание волос порошком Ультра Блонд (оксигент 6%) оказывает выраженное отрицательное воздействие, нарушая естественную пигментацию клеток, вызывает разрыхление слоёв корневых влагалищ, атрофию клеток луковицы, существенное нарушение её питания, что в целом характеризует прекращение роста волоса, отторжение его луковицы (завершение стадии катагена) и перехода в телоген;

3.Втирание (7 дней) масла усьмы в корни волос после их обесцвечивания, или окрашивание обесцвеченных волос иранскими Хной и Басмой способствовало восстанавлению структуры внутреннего и наружного корневых влагалищ. Регенерирующее воздействие растительных экстрактов на эпителий внутреннего корневого влагалища, луковицы волоса, структуру волосяного сосочка инициировало укрепление корней и активный рост волос.

4. Мы планируем, на основе полученных результатов, изучить состояние корней волос у людей (выявленных анкетированием), для которых проблема массовой потери, никогда не окрашиваемых, волос актуальна и осуществить поиск средств к решению этой проблемы.

Литература

1. Академия медицинской косметологии. Статьи URL: http://www.centrkosmetologii.ru/trihologia_stroenie_volos.html (дата обращения 12.10.2017);

2. Г.И. Лернер Биология: новый полный справочник для подготовки к ЕГЭ/Г. И. Лернер. - Москва: АСТ: Астрель, 2016. - 412 [4] с.: ил. - (Единый государственный экзамен);

3. Гаджигороева А. Г. Клиническая трихология // Практическая медицина, 2014г. 184 с.;

4. Журнал «Твое здоровье». Издательство «Знание» 3/96. URL: http://www.bibliotekar.ru/429/11.htm (дата обращения 20.09.2017);

5. Клиника профессиональной дерматологии и косметологии. Структура и физиология волос, строение волоса. URL: http://www.presidentmed.ru/structure-hair (дата обращения 15.11.2017);

6. М. В. Кухтина Строение человеческих волос. URL: http://alopecya.ru/stroenie-chelovecheskix-volos.html (дата обращения 15.09.2017);

7. Организация научно-исследовательской деятельности учащихся: Методическое пособие /Под ред. О.В. Селивановой. Тамбов: ТОИПКРО, 2006. 129 с.;

8. Т. Воронова Строение волос человека. Волосы: строение и функции. URL: http://www.syl.ru/article/154065/new_stroenie-volos-cheloveka-volosyi-stroenie-i-funktsii (дата обращения 16.10.2017);

9. Типичные проблемы с волосами. Какова анатомия и строение человеческого волоса? URL: http://www.discos.org.ua/document/faq001.htm (дата обращения 28.10.2017).

Размещено на Allbest.ru