Cheratina | Cos'è? Come Funziona? Struttura, Funzioni e Capelli
In questo articolo parliamo di cheratina, la proteina più importante dei capelli. Com'è fatta, come viene prodotta e perché è così importante per il benessere del capello. Quali sostanze possono danneggiarla e come contribuisce alla messa in piega.
Introduzione
I capelli sono strutture filiformi, formate - dal punto di vista chimico - in prevalenza da proteine, acqua, lipidi, pigmenti e minerali.
Tra le sostanze proteiche, spicca la CHERATINA, che rappresenta un mattone fondamentale della nostra chioma.
L'aggregazione e l'organizzazione della cheratina in strutture dalla forma elicoidale rendono, infatti, il capello robusto, elastico e compatto, assicurandone la giusta resistenza alla trazione.
I capelli sono formati da cheratina in una percentuale compresa fra il 65% ed il 96%.
Cos'è la cheratina?
La cheratina è il componente principale del capello: si tratta di una proteina fibrosa, molto resistente e insolubile in acqua, costituita da lunghe catene di amminoacidi, nelle quali sono interposte diverse vitamine ed oligoelementi.
Non solo nei capelli
Nel corpo umano, la cheratina non è presente solamente nei capelli, ma è diffusa anche in altri tessuti, come la pelle e gli annessi cutanei (peli e unghie).
Rispetto a quella presente nello strato corneo dell'epidermide, però, la cheratina dei capelli è più dura, in quanto contiene una grandissima quantità di cisteina, un aminoacido ricco di zolfo.
Da cosa è formata?
Esattamente come un muro è formato da molti mattoni, la cheratina - essendo una proteina - è il risultato di una concatenazione di elementi più semplici: gli amminoacidi.
In particolare, la cheratina è formata da 18 amminoacidi (di cui i più importanti sono: cisteina, serina, acido glutammico, treonina, glicina e arginina), che si organizzano dapprima in lunghe catene, poi in strutture più complesse.
Grazie alle interazioni chimiche tra gli amminoacidi di catene diverse - che sono in prevalenza legami molto resistenti tra gli atomi di zolfo (ponti disolfuro) fra le diverse molecole di cisteina, ma anche legami salini e ponti idrogeno - e l'intervento di varie altre proteine, i filamenti di cheratina possono unirsi a formare una struttura simile a un'elica, simile a quella del DNA.
Questa particolare conformazione (detta, più precisamente, α-elica) permette alla cheratina di mantenere una stretta coesione, che le assicura rigidità, stabilità e resistenza, ma allo stesso tempo, in virtù dei ponti idrogeno presenti, le conferisce una certa flessibilità.
Il livello successivo è rappresentato dall'avvolgimento di tre α-eliche fra loro: quest'organizzazione forma una protofibrilla, tenuta insieme da ponti disolfuro.
Alla fine, l'aggregazione di numerosi di tali filamenti in fasci va a costituire la corteccia del capello.
Quando si rendono ricci i capelli lisci o si stirano quelli ondulati, non si sta facendo altro che modificare la forma originale delle catene cheratiniche.
La sintesi della cheratina avviene all'interno di cellule specializzate chiamate cheratinociti. Questo processo è regolato da ormoni, fattori genetici e vitamine.
Di conseguenza, le carenze alimentari o i difetti enzimatici delle vie di sintesi del colesterolo e degli acidi grassi, possono provocare anomalie nel processo di cheratinizzazione, da cui risultano difetti strutturali del fusto del capello.
Funzioni
Perché è così importante?
La presenza della cheratina nei capelli ne influenza le loro caratteristiche.
Proprio grazie a questa proteina, gli elementi che costituiscono la chioma sono dotati della loro peculiare consistenza, resistenza e flessibilità. Inoltre, la cheratina rende impermeabile il capello.
A cosa serve la cheratina?
La funzione della cheratina all'interno dei capelli è fondamentale, in quanto è responsabile del loro aspetto e ne favorisce, al tempo stesso, la crescita.
Questa proteina si dispone sulla superficie del fusto del capello come le tegole su un tetto, rendendolo robusto e resistente, nonostante il suo spessore non superi un decimo di millimetro.
Una chioma secca e sfibrata dipende, in parte, dalla compromessa struttura della cheratina.
Il fusto del capello è, infatti, molto resistente, ma se la corteccia viene danneggiata e si rompono i legami presenti fra gli atomi di zolfo della cisteina (come, ad esempio, accade effettuando una permanente), il capello diviene fragile e può spezzarsi.
In altre parole: la cheratina è lo specchio della salute del capello.
Per questi motivi, è di fondamentale importanza rinforzare la chioma con trattamenti specifici e proteggere il fusto del capello, all'interno del quale vengono sintetizzate nuove molecole di cheratina.
Come si Forma
La cheratina che costituisce i capelli è frutto di un sofisticato processo detto “cheratinizzazione”.
Questo processo inizia dalla produzione della cheratina da parte di cellule specializzate del follicolo pilo-sebaceo (cheratinociti) e termina con la formazione di robuste squame cornee, passando attraverso l'aggregazione e l'organizzazione della proteina in strutture elicoidali.
Il processo di cheratinizzazione viene intrapreso dalle cellule germinali della matrice (cioè dagli elementi vitali del follicolo che “producono” il capello), le quali vengono sospinte verso l'alto dalle nuove cellule nascenti; durante la risalita verso la superficie del cuoio capelluto, la cheratina sintetizzata al loro interno le rende progressivamente sempre più rigide e resistenti.
Alcune di queste cellule fasciano il capello a spirale, cheratinizzandosi in anticipo rispetto al resto del capello, e vanno a costituire, all'altezza del bulbo, la guaina epiteliale interna. La funzione di questo “involucro” è quella di dare una forma cilindrica al fusto: i capelli si modellano nella guaina, come in uno stampo, fino ad assumere il loro aspetto definitivo.
All'altezza del bulbo, in pratica, le cellule germinative si dovranno trasformare nei tre diversi componenti del fusto del capello: cuticola, corteccia e midollo.
Il fusto del capello è una struttura amorfa, ossia “morta”, costituita da cellule che contengono alte concentrazioni di cheratina, ma hanno perso il nucleo e le loro funzioni vitali.
La cheratinizzazione è un processo regolato da ormoni e fattori genetici, ma dipende anche dal metabolismo e dalla biodisponibilità di alcuni importanti micronutrienti.
Cosa danneggia la cheratina
La resistenza e la solidità della cheratina possono diminuire per aggressioni di vario genere.
I danni dipendono prevalentemente dell'utilizzo di sostanze chimiche (come quelle contenute in alcuni shampoo più aggressivi o nelle tinture per capelli), dell'esposizione prolungata a fattori ambientali (tra cui i raggi solari) o agli inquinanti atmosferici.
Anche gli interventi fisici/termici sulla chioma (come permanente, stiratura con piastra, phon troppo caldo ecc.), alcuni farmaci, lo stress e le carenze alimentari possono compromettere la struttura cheratinica dei capelli.
Messa in piega e cheratina
Come abbiamo visto, la cheratina conferisce non solo robustezza al capello, ma anche l'elasticità. Quest'ultima proprietà rende possibile la messa in piega dei capelli.
Un capello sottoposto a trazione riesce ad allungarsi fino al 5% della sua lunghezza, per poi tornare rapidamente alla condizione iniziale una volta che la forza applicata viene sospesa.
Le cheratine sono dotate, infatti, di una certa plasticità: se sottoposte a calore e umidità, possono assumere una conformazione diversa da quella naturale; il “nuovo aspetto” dura per un tempo limitato, prima di tornare alla forma originale.
Questo principio è alla base dell'utilizzo delle piastre termiche per lisciare o arricciare i capelli.
Altro esempio è la permanente, procedura che rende arricciata o ondulata la chioma. In quest'ultimo caso, la differenza sta nel fatto che non viene utilizzato il calore, ma viene applicato un agente riducente in grado di rompere i legami di zolfo presenti tra i residui amminoacidici adiacenti nella struttura ad elica della cheratina.
Il risultato di tale operazione è la distensione della proteina, la quale si adatta alla nuova forma imposta da un bigodino. Dopo un certo tempo, l'agente riducente viene eliminato, quindi è rimpiazzato da una sostanza ossidante che favorisce la formazione di nuove interazioni tra i residui di amminoacidi che si trovano vicini. A questo punto le ciocche - e la struttura di cheratina che le compone - conserveranno la memoria della forma e del movimento prodotto.
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