不同体系对防晒剂在毛发表面吸附性及防晒性的影响研究(3)
(2) 皮质的化学组成
皮质是毛发的主要成分，由毛发长轴平行的细长细胞组成。在这些细胞中决定毛发主要理化性状的成分是10毫米的张力细丝及纤文间基质。细丝由纤文蛋白所组成，其中50％的蛋白质呈螺旋状结构，含有丰富胱氨酸的非螺旋体蛋白组成基质。这些蛋白质在毛囊的下端合成，在合成的最后阶段半胱氨酸转变为胱氨酸[2]。
1.3头发的光损伤
众所周知，紫外线辐射会损害毛发纤文。日光照射会引起毛发干燥、表面粗糙、抗拉力度减弱、颜色变淡、无光泽、变硬变脆。毛发的光化学退化是毛发蛋自和黑素共同受损导致的。毛发蛋白的降解足由254～400 nm的紫外线引起。在化学上，这些变化是由紫外线诱导的毛干中含硫分子的氧化作用引起。多肽链的酰胺氧化反应也会发生，产生羰基。这一过程在羊毛中已经有很多研究，被称之为光黄化。
要了解毛发的光损害，就要先知道紫外线辐射对毛发的影响。日光照射会引起毛发中胱氨酸二硫键断裂，从而影响毛干的机械强度。在紫外线对毛发性质影响的文献中有很多相互矛盾的结论，特别是关于特异性波长范围对毛发的影响。部分研究表明，日光谱中所有波长的紫外线均对毛发有损害作用，并且和光线强度及毛发黑素类型有关。Ruetsch等[4]认为紫外线辐射多引起胱氨酸和甲硫胺酸降解。也有人认为UVA和可见光不会对毛发产生直接损伤，因为毛发蛋白不吸收UVA和可见光，他们还认为由紫外线辐射导致降解最多的是酪氨酸和色氨酸。
Nogueira等[5]观察到辐射波长范围和毛发类型决定光黄化作用。无黑素的白发经辐射后颜色的改变说明黄化作用也和蛋白质损伤有关。有研究者认为引起毛发颜色变化的主要因素是可见光，只有金黄色头发经UVA辐射后会变淡，黑发只受可见光的影响。他们还指出各种类型的头发毛小皮氨基酸的损害是相似的，因为这部分结构中不含黑素。他们观察到，真黑素的光稳定性比褐黑素更好。
1.4头发的光保护作用
1.4.1毛发自身光保护
毛发黑素为毛发蛋白提供了一些光化学保护作用，特别是对波长较短的紫外线，黑素和蛋白均可吸收光线，先通过吸收和过滤有害的辐射，然后再以热能的形式散射出去。它们的吸收能力很高，是因为它们拥有广泛的羰基共轭和双键系统。在受光线照射，保护毛发蛋白的过程中，黑素发生降解或被漂白。毛干正常的颜色是皮质内黑素颗粒吸收可见光和光散射的结果。毛发暴露于日光下颜色会变淡，这种现象被称为漂白，最终会损害毛发纤文本身。这种现象在棕色长发的女性中很普遍，表现为发梢远端为淡红色，而近端的毛干为棕色。黑素缺失和氨基酸序列改变加速了毛干的光老化。毛发研究者已经证明，无色素毛发较有色素毛发，对因紫外线诱导而引发的损伤更为敏感，这说明黑素颗粒对氧化损害提供了一些光保护作用。与此同时，无色素毛发与有色素毛发相比，由环境暴露引起的二硫键断裂的比率更高。因此，紫外线辐射对白发和灰发的损伤作用比对有色素毛发的损伤更明显。虽然染发对毛干有害，但是染发可以增加毛干色素的光防护作用，这也可以抵消部分光损伤。
1.4.2染发剂对毛发光保护
如果毛发的色素能提供光防护，那么染发引起毛小皮和毛皮质的色素沉着应该也能够提供一定的保护作用。半持久型和持久型两种染发剂能够人工增加毛干的色素。半持久型染发剂由一些复合的染料构成，比如硝基苯二胺、硝氨基苯酚等。这些染料联合使用可以达到最终想要的颜色。染发时染发剂需在头发上停留25 min，这会对毛发纤文产生损害，但是因为头发长期暴露于紫外线辐射下，沉积在毛干中的色素抗氧化作用能抵消部分染发造成的的损伤。有研究表明，暴露于日光4d后，未染色的白发较半持久型染色的头发更易受到损伤[6]。染发的颜色越深提供的保护作用越强，红色素较蓝色素产生更强的光防护作用，因为红色染料能够吸收紫外光谱中更多的能量，持久性染发也可以看到相同的效果。持久性染发剂能更深入地渗透到毛干中，产生颜色，它是一种氧化还原反应。半持久和持久性染发剂都可以作为光防护剂，但因为持久性染发使用过氧化氢和氨，使化学物质能够渗透到毛干，损害更大。矛盾的是，虽然碱性染料对毛小皮和毛干结构损害更大，但是却能提供更好的光保护作用。持久性染发因为滤光作用，伴随着光弱化减少了毛发纤文蛋白的损伤。染料分子吸收光线能量，提升到一个激发态，再通过辐射和非辐射方式返回到基态。这些就是染发剂能够作为一种抗氧化剂，阻止毛发二硫键断裂从而为毛发提供光保护作用的机制。