Кератин это что за ткань

Что такое кератин для волос и как он используется для ухода за волосами

С наступлением весны мы активно откладываем шапки, платки, шляпы, являя миру прекрасные, блестящие, сильные волосы, как в небезызвестной рекламе. Несколько лет назад трихологи, косметологи, парикмахеры и технологи открыли женщинам кератин как основной способ восстановления волос после серьезных повреждений. Теперь рынок средств с кератином растет и множится, но многим так и остается непонятным, как он работает. Будем разбираться.

Немного химии

Кератин — это разновидность протеина, который входит в структуру ороговевших частей тела. Он отличается повышенной прочностью и уступает лишь хитину — самому прочному белковому образованию.

По структуре выделяется 2 группы:

альфа-кератины, более мягкие — входят в состав человеческих волос, кожи и ногтей, а также влияют на целостность соединения клеток.
бета-кератины, более твердые — основа рогов, копыт, клювов, перьев и чешуи у животных.

Структура белка

Кератиновая молекула представляет собой спиралевидную цепочку аминокислот, соединенных сильной химической связью. Подобное соединение называется белковым или полипептидным. Вокруг него создаются поперечные сцепки, создающие кортекс, который отвечает за защиту и связь молекул между собой.

В структуре белковой клетки имеется 3 типа связей:

На основе водорода, которые разрушаются под действием воды, но имеют свойство самовосстановления.
На основе ионов или солей, которые разрушаются при изменении pH-уровня.
Дисульфидная связь, создающая молекулу цистин из соединения атомов серы соседних аминокислот. Цистин формирует и поддерживает структуру белков, а его разрушение приводит к ухудшению внешнего вида и механических свойств. Необратимые нарушение дисульфидных связей обычно происходит 2 путями:
— агрессивные химические процедуры;
— воздействие высоких температур.

В результате мы имеем ломкие, пушащиеся волосы и постоянно слоящиеся ногти.

Важный момент! Чтобы устранить нехватку собственного природного кератина используется промышленный его вид, чаще в гидролизованной форме для более эффективного проникновения и встраивания в структуру поврежденных клеток.

Почему кератин должен быть гидролизованным? В жидкой форме соединения молекулы значительно меньше по размеру, что гарантирует их проникновение внутрь волоса или ногтя, обеспечивая накопительно-восстановительный эффект. Молекулы чистого белка крупнее и лишь оседают на поверхности, никак не воздействуя на клеточный скелет.

Рекомендуем ознакомиться с лучшими кератиновыми маслами для волос на нашем сайте.

Свойства природного кератина

Напрямую влияет на эластичность, крепость, здоровый блеск волос и ногтей.
Обеспечивает водоупорный слой кожи, защищает от воздействия агрессивных веществ.
Является природным барьером от механического воздействия на кожу. Так, длительное трение провоцирует образование чешуек кератина в виде мозолей и натоптышей, защищающих кожу от серьезных травм.
В нем содержится аланин — аминокислота, влияющая на метаболические процессы и выработку глюкозы в печени, поддержание ее уровня и последующий перенос по кровеносной системе.
В его состав входит глицин, воздействующий на высшие функции мозга. Он стабилизирует мозговую активность, участвует в процессах защиты нервной системы, снижает мышечный тонус.

Применение в современной косметологии

Косметический рынок переполнен разнообразными кератиновыми средствами, а область его применения максимально обширна. В основном кератин применяется в сфере ухода за волосами и выпускается как в чистом виде в ампулах, так в различных средствах для домашнего и салонного ухода:

Важно! При выборе домашних средств нужно внимательно изучать состав. Кератин в них должен содержаться как минимум в середине перечня (лучше не далее 5 ингредиента), иначе на микроповреждения будет воздействовать не он, а силиконы, парабены и иные активные компоненты.

Среди профессиональных салонных процедур пальму первенства держит кератиновое выпрямление волос, с помощью чего заполняются микротрещины и пустоты поврежденных клеток. Также кератин применяется при окрашивании, когда происходит одновременное изменение волосяной структуры под воздействием химического состава и ее восстановление за счет содержания гидролизованного протеина.

Косметический кератин в ампулах в домашних процедурах добавляют в состав кремов, лаков для ногтей или шампуней, масок, бальзамов для волос в целях восстановления повреждений и стимуляции роста.

Единовременное использование не гарантирует полного восстановления, поскольку косметический кератин привнесен извне и быстро вымывается. Поэтому для «вау»-эффекта необходимо постоянное использование средств на его основе.

Узнайте больше о кератиновом восстановлении волос, благодаря следующим статьям:

Полезные видео

Узнайте правду о кератиновом выпрямлении и восстановлении волос.

Кератин для волос — правда и вымысел. Вартан Болотов.

Кератин

Кератины — семейство фибриллярных белков, обладающих механической прочностью, которая среди материалов биологического происхождения уступает лишь хитину. Кератины формируют твёрдые, но не минеральные структуры, такие как волосы, ногти и рога. Согласно новой номенклатуре кератинов [1] , в это семейство входят также цитокератины, образующие наиболее прочные элементы внутриклеточного цитоскелета эпителиальных клеток.

История изучения

Исследования α-кератинов стало важнейшим этапом в создании современных представлений о значительно более сложных глобулярных белках.

Первые рентгеноструктурные исследования белков начались в 1930-х годах. Английский физик и молекулярный биолог Уильям Астбери (William Astbury) показал, что дифракционная картина от пучка рентгеновского луча, направленного на волос или шерстяную нить (в основном состоящих из α-кератинов), содержит расположенные вдоль оси волоса повторяющиеся структурные единицы длиной около 0,54 нм. В результате наблюдений было высказано предположение о том, что полипептидные цепи в белках этого семейства не вытянуты полностью, а скручены или свернуты каким-то регулярным образом [2] .

Читайте также: Пропорция для накрахмаленной ткани

Структура белка

По вторичной структуре белка семейство кератинов разделяется на две группы:

α-кератины имеют конформацию в виде плотных витков вокруг длинной оси молекулы (α-спираль);
β-кератины, имеющие форму несколько зигзагообразных полипептидных цепей (т. н. β-листы).

Для первичной структуры α-кератинов характерно большое содержание цистеина и множество дисульфидных связей. Молекулярная масса — от 10 до 50 кДа. Периодичность в чередовании аминокислотных остатков в молекулах отсутствует.

В отличие от α-кератинов поперечные дисульфидные связи между соседними полипептидными цепями у β-кератинов отсутствуют. В полипептидной цепи каждый второй элемент — глицин. Характерно повторение последовательности «GSGAGA».

Для α-кератинов основным структурным компонентом являются цилиндрические микрофибриллы диаметром 75 А, состоящие из спирализованных, скрученных попарно протофибрилл.

Свойства

Характерной особенностью α-кератинов является их полная нерастворимость в воде при pH 7,0 и физиологической температуре. Данное свойство частично обусловлено тем, что в состав молекулы входит большой процент гидрофобных аминокислотных остатков (фенилаланин, изолейцин, валин, метионин и аланин). В силу конформации белка R-группы этих остатков направлены к внешней стороне спиралевидной структуры молекулы.

Биосинтез кератинов

Кератины кодируются генами большого мультигенного семейства (в геноме человека известны на хромосомах 11, 12 и 17) [3] .

Функции кератинов в организме

Обладая механической прочностью и нерастворимостью, кератины являются одним из основных компонентов для производных элементов кожи животных, выполняющих защитную функцию. Значительную часть сухого веса наружного слоя кожи составляют α-кератины.

Эластичные α-кератины входят в состав волос, шерсти, ногтей, когтей, игл, рогов и копыт млекопитающих. Чешуйки и когти пресмыкающихся (в том числе панцирь у черепах), а также перья, клюв и когти у птиц кроме α-кератинов содержат и более жёсткие β-кератины, а также неупорядоченные участки.

У членистоногих, например, раков, β-кератины часто входят в состав экзоскелета, иногда вместе с хитином.

Кроме того, β-кератины формируют шёлковое волокно (которое на 60 % состоит из β-кератина фиброина) и паутину.

Использование

α-кератины, получаемые из отходов в мясной промышленности, используют для получения природных аминокислот.

См. также

Примечания

↑ Schweizer J, Bowden PE, Coulombe PA, Langbein L, Lane EB, Magin TM, Maltais L, Omary MB, Parry DA, Rogers MA, Wright MW (2006). «New consensus nomenclature for mammalian keratins». J Cell Biol.174 (2): 169-174. DOI:10.1083/jcb.200603161. PMID 16831889.
↑Ленинджер А.Основы биохимии. — Мир, 1985. — Т. 1. — С. 168. — 367 с.
↑Кератин / Словарь биотехнологических терминов

Литература

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Кератин» в других словарях:

КЕРАТИН — (от греч. keras, atos рог). Роговое вещество. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. КЕРАТИН основное вещество роговой ткани в рогах животных, в волосах, ногтях и т. д. Полный словарь иностранных слов,… … Словарь иностранных слов русского языка

Кератин 12 — Обозначения Символы KRT12 Entrez Gene … Википедия

Кератин 3 — Обозначения Символы KRT3 Entrez Gene … Википедия

КЕРАТИН — КЕРАТИН, волокнистый БЕЛОК, в больших количествах присутствующий в эпидерме и служащий ей защитным слоем. Из видоизмененных клеток эпидермы, в которых содержится кератин, состоят волосы и ногти. Кератин также входит в состав когтей, перьев и… … Научно-технический энциклопедический словарь

КЕРАТИН — КЕРАТИН, кератина, мн. нет, муж. (от греч. keras рог) (биол.). Белковое вещество, из которого состоит рог и др. рогоподобные части организма (копыта, ноги). Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

кератин — сущ., кол во синонимов: 2 • белок (99) • протеин (16) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

КЕРАТИН — принадлежит к группе аль бумоидов, или альбуминоидов и является главной составной частью опорных и покровных тканей животного организма, входя в состав роговой ткани, эпидермиса, волос, шерсти, перьев, черепахового щита и т. д.; обладает большой… … Большая медицинская энциклопедия

Кератин — представляет специфическое вещество эпителиальных тканей и находится в волосах, рогах, ногтях и т. д., за исключением только хрусталика. К. встречается, впрочем, и в других тканях: в membrana propria желез, в сумке хрусталика, в оболочке мышечных … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

кератин — keratinas statusas T sritis chemija apibrėžtis Fibrilinis plaukų, plunksnų, nagų, šilko baltymas. atitikmenys: angl. keratin rus. кератин … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Читайте также: Кресло формула мозес ткань в 12

Кератин — м. Белковое вещество, входящее в состав рогового слоя волос, шерсти, перьев, чешуи, ногтей, копыт. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

Кератин — строение и значение

Кератин (от греч. «κερατίνη», что означает «рог») – это семейство волокнистых структурных белков. Они служат важным структурным материалом, составляющим наружный слой кожного покрова человека. Это также ключевой структурный компонент ногтей и волос. Мономеры кератина собираются в пучки, чтобы сформировать промежуточные филаменты, жесткие и образуюие прочные неминерализованные ткани, имеющиеся у рептилий, птиц, земноводных и млекопитающих. Единственный другой биологический материал, который приближен по прочности к кератинированной ткани, это хитин.

. влажность или высокую температуру. Эта процедура особенно полезна для волос , которые выглядят сухими и непослушными после укладки. Покрытие кератином делает ваши волосы блестящими, гладкими и легкими в укладке. Что такое кератиновое восстановление волос? Кератин – вещество.

Примеры использования

Кератиновые нити в изобилии встречаются в кератиноцитах в ороговевшем слое эпидермиса, представляющем собой клетки, прошедшие ороговение. Кроме того, кератиновые волокна присутствуют в эпителиальных клетках в целом. Например, мышиные эпителиальные клетки тимуса (ТЭМ), как известно, реагируют с антителами для кератина 5, 8 и 14. Эти антитела используют в качестве флуоресцентных маркеров для различения подмножеств ТЭМ в генетических исследованиях тимуса.

α-кератины в волосах (включая шерсть), рогах, ногтях, когтях и копытах млекопитающих
более твердые β-кератины содержатся в ногтях, чешуйках и когтях рептилий, их панцирях (Testudines, такие как черепахи, террапин), и в перьях, клювах, когтях птиц и иглах дикобраза. Эти кератины образуются в основном в бета-листах. Тем не менее, бета-листы содержатся также в α-кератинах.

Пластинки китового уса, служащие китам для фильтрации пищи, состоят из кератина.

Кератины (также называемые цитокератинами) представляют собой полимеры промежуточных филаментов типа III и типа IV, которые обнаружены в геномах хордовых (позвоночные, ланцетники, оболочники). У нематод и многих других, не хордовых животных, по-видимому, имеется только промежуточные филаменты типа VI, ламины, у которых есть длинностержневой домен (против короткостержневого домена для кератинов).

Видео о кератине

Структурные детали

Первая последовательность кератинов была определена Ханукоглу и Фухсом. С помощью этих последовательностей удалось выявить, что существуют две различные, но гомологичные кератиновые семьи, которые были названы кератинами типа I и типа II. В результате анализа первичной структуры этих кератинов и других белков промежуточных филаментов, Ханукоглу и Фухс предложили модель, согласно которой кератины и белки промежуточных филаментов содержат центральный домен остатка

310 с четырьмя сегментами в α-спиральной конформации, разделенными тремя короткими сегментами линкера, которые, предположительно, находились в конформации бета-изгиба. Эта модель была подтверждена путем определения кристаллической структуры спиральной области кератинов.

Волокнистые молекулы кератина представляют собой суперспираль с образованием очень стабильного, свитого против часовой стрелки сверхспирального мотива, образующего нити, состоящие из нескольких копий мономера кератина.

Основной движущей силой, которая сохраняет биспиральную структуру, служат гидрофобные взаимодействия между неполярными остатками вдоль спиральных сегментов кератинов.

Ограниченное внутреннее пространство – это причина того, почему тройная спираль (вне) коллагена структурного белка, содержащаяся в коже, хряще и кости, также отличается высоким процентом глицина. В эластине белка соединительной ткани также высоко содержание глицина и аланина. В считающемсяся β-кератином шелковом фиброине он могут занимать 75-80% от объема, серин – 10-15%, остальные же присутствуют виде громоздких боковых групп. Цепи антипараллельны, с переменной ориентацией C → N. Перевес аминокислот с небольшими инертными боковыми группами характерен для структурных белков, для которых Н-связанная плотная упаковка важнее, чем химические специфичности.

В дополнение к внутри- и межмолекулярным водородным связям, кератины содержат в большом количестве серосодержащую аминокислоту цистеин, необходимый для дисульфидных мостиков, придающих дополнительную прочность и жесткость при постоянном, термически стабильном сшивании. Такую роль серные мостики также играют в вулканизированной резине. Волосы человека состоят примерно на 14% из цистеина. В результате из-за соединений серы появляется острый запах при горении волос и резины. Обширная дисульфидная связь способствует нерастворимости кератинов, за исключением диссоциации или восстановителей.

Более гибкие и эластичные кератины волос имеют меньше межцепочечных дисульфидных мостиков, чем кератины в ногтях, копытах и когтях (гомологичные структуры) млекопитающих, которые тверже и больше походят на их аналоги в других позвоночных классах. Волосы и другие α-кератины состоят из α-спиральной нити одного белка (с обычной внутрицепочной H-связью), которые затем дополнительно скручиваются в сверхспиральные веревки, которые могут дальше сворачиваться в спирали. β-кератины рептилий и птиц имеют β-складчатые пласты, скрученные вместе и далее стабилизированные и укрепленные дисульфидными мостиками.

Было выдвинуто предположение, что кератины объединяются в «жесткие» и «мягкие» или «цитокератины» и «прочие кератины». Эта модель в настоящее время считается правильной. В новом атомное дополнение в 2006 г., описывающее кератины, это принимается во внимание.

Читайте также: Ткань квилт это что

Кератиновые филаменты являются промежуточными. Как и все промежуточные филаменты, кератиновые белки образуют нитевидные полимеры в серии этапов сборки, начиная с димеризации; димеры собираются в тетрамеры и октамеры и в конечном итоге, согласно современной гипотезе, в элементарные нити единичной длины, способные ренатурироваться в целостности в длинные нити.

Ороговение

Ороговение представляет собой процесс образования эпидермального барьера в многослойной плоской эпителиальной ткани. На клеточном уровне оно характеризуется следующим:

производство кератина
производство небольших богатых пролином (SPRR) белков и трансглутаминазы, которые в итоге формируют ороговевший клеточный конверт под плазматической мембраной
терминальная дифференцировка
потеря ядер и органелл в завершающей стадии ороговения.

После завершения метаболизма клетки заполняются кератином почти полностью. В процессе эпителиальной дифференциации клетки становятся ороговевшими, так как белок кератина объединяется в более длинные промежуточные филаменты кератина. В итоге ядра и цитоплазмические органеллы исчезают, прекращается обмен веществ, а клетки подвергаются запрограммированной смерти, так как они станут полностью ороговевшими. Во многих других типах клеток, например, клетках дермы, кератиновые волокна и другие промежуточные филаменты функционируют, как часть цитоскелета для механической стабилизации ячейки против физического стресса. Это происходит через подключение к десмосомам, межклеточным соединительным бляшкам, и полудесмосомам, адгезионным структурам клеток базальной мембраны.

Клетки в эпидермисе содержат структурную матрицу кератина, в результате внешний слой кожи становится почти водонепроницаемым, а вместе с коллагеном и эластином, это придает коже прочность. Из-за трения и давления внешний роговой слой эпидермиса утолщается, таким образом, образуются защитные мозоли, помогающие спортсменам и музыкантам, которые играют на струнных инструментах (у них мозоли появляются на кончиках пальцев). Ороговевшие клетки эпидермиса постоянно осыпаются и заменяются.

Эти жесткие покровные структуры формируются межклеточным цементированием волокон, образуемых из мертвых, ороговевших клеток, выработанных в специализированных местах глубоко в коже. Волосы растут непрерывно, оперение линяет и восстанавливается. Составляющие белки могут быть филогенетически гомологичными, но по химической структуре и надмолекулярной организации немного отличаются. Эволюционные отношения сложны и известны лишь частично. Были определены несколько генов для β-кератинов в перьях, и это, вероятно, характерно для всех кератинов.

Шелковые фиброины, вырабатываемые насекомыми и пауками, часто классифицируются как кератины, хотя неясно, связаны ли они филогенетически с кератинами позвоночных.

Шелк, содержащийся в куколках насекомых, в паутине и оболочке яиц пауков, также имеет скрученные β-складчатые пласты, объединенные с волокнами, смотанными в крупные надмолекулярные агрегаты. Конструкция прядильных органов на хвостах пауков и работа их внутренних желез замечательно контролируют быструю экструзию. Шелк паука, как правило, примерно от 1 до 2 мкм толщиной (для сравнения, толщина человеческого волоса – около 60 мкм), и больше у некоторых млекопитающих. Полезные свойства шелковых волокон с биологической и коммерческой точки зрения зависят от организации несколько соседних белковых цепей в твердых, кристаллических областях различного размера, чередующихся с гибкими, аморфными регионами, где цепи случайно свиваются спиральный. Несколько аналогичная ситуация происходит с синтетическими полимерами, такими как нейлон, разработанные в качестве замены шелку. Шелк из коконов шершней содержит дублеты диаметром примерно 10 мкм, с ядрами и покрытием, и может быть сгруппирован в слои (до 10 слоев) и бляшки переменной формы. Взрослые шершни, как и пауки, также используют шелк как клей.

Клиническое значение кератина

Кератином питаются некоторые инфекционные грибки, такие как те, которые вызывают грибок стопы и стригущий лишай (т.е. дерматофиты), или Batrachochytrium dendrobatidis (хитридиевые грибки).

Среди заболеваний, вызванных мутациями в генах кератина:

простой буллезный эпидермолиз
буллезный ихтиоз Сименса
эпидермолитический гиперкератоз
множественная стеатоцистома
лейкоплакия слизистой гортани
образование стержнеобразных клеток в крупноклеточной карциноме легких стержнеобразного фенотипа

Кроме того, экспрессия кератина полезна в определении эпителиального происхождения при анапластическом раке. Кератин экспрессируют такие опухоли, как карциномы, тимомы, саркомы и трофобластические новообразования. Кроме того, модель точной экспрессии подтипов кератина позволяет предсказывать происхождения первичной опухоли в оценке метастазов. Например, гепатоцеллюлярная карцинома обычно экспрессирует K8 и K18, а холангиокарцинома экспрессирует K7, K8 и K18, в то время как метастазы колоректального рака экспрессируют K20, но не K7.

Использование в косметике

Гидролизованный кератин стал распространенным косметическим ингредиентом. Исследования показали, что местное применение гидролизованного кератина значительно увеличивает эластичность и гидратацию кожи. Из-за его увлажняющих свойств гидролизат кератина также добавляется в шампуни и кондиционеры для волос.

Кератиновые структуры большего размера, как те, которые образованы путем ороговения, не могут проникать в кожу, поэтому не могут быть использованы в качестве увлажнителей. Однако их можно применить другими способами, например, в продуктах, скрывающих выпадение волос, с использованием тонких волосяных волокон до аксессуаров, делающих прическу гуще, например, в виде накладок для наращивания волос.

Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом