머리카락의 해부학

머리카락은 피부의 부속 기관입니다. 서로 연관된 구조이기 때문에 구조 설계부터 성장 및 발달 특징까지 많은 공통점을 가지고 있습니다. 모낭의 형성은 배아 발달 4개월째에 시작되며, 태아 피부의 진피와 표피 구성 요소의 상호작용에 의해 결정됩니다.

• 모근과 모낭

모근은 아직 완전히 밝혀지지 않은 복잡한 구조입니다. 최근 모근에 존재하는 줄기세포와 관련된 발견으로 모근에 대한 관심이 다시 높아지고 있습니다.

모근은 주로 진피층(때로는 피하지방층까지 도달)에 위치하며, 상피 뿌리집(이를 합쳐 모낭이라고 함)으로 둘러싸여 있습니다. 모낭은 결합 조직집, 즉 뿌리(또는 질) 점액낭에 의해 진피와 분리되어 있습니다. 모낭보다 약간 위쪽에는 소위 볼록부(영어에서 '주머니', '돌출부', '불룩한 부분'을 의미)가 있고, 뿌리의 아랫부분은 구근(bulb)이라고 합니다.

모낭의 세포 구성은 다양하며, 특수화된(성숙) 세포와 특수화되지 않은 세포가 모두 섞여 있습니다.

• • 특수 세포: 멜라닌 세포(멜라닌 색소 생성), 섬유아세포(세포외 기질 단백질 합성 - 콜라겐, 피브로넥틴), 각질 세포(케라틴 합성), 샘 세포-피지 세포(피지 분비)
  • 미분화 세포: 줄기세포와 전구세포(성숙 초기 단계에 있으며, 표피의 돌출부, 모낭 내부, 기저층에 위치함). 땀샘과 피지선, 그리고 털을 세우는 근육(모낭근)은 모낭에 인접해 있습니다. 이 복합체 전체에 영양을 공급하고 신경을 분포시키는 것은 모세혈관과 신경 종말이 진피 유두와 연결되어 있기 때문입니다.

모발 색상은 두 가지 색소, 즉 밤색이나 검은색을 띠는 유멜라닌과 회색과 노란색을 띠는 페오멜라닌의 비율에 따라 결정됩니다. 두 색소 모두 성장기 멜라닌세포에서 생성됩니다.

모낭은 피하지방층에 박혀 있습니다. 나이가 들면서 두피의 이 층은 점점 얇아집니다. 연구자들은 건강한 모발을 활발하게 생성하는 깨어 있는 정상 모낭 주변에 지방 세포(지방세포)가 축적되는 반면, 휴면 상태의 모낭 주변에는 상대적으로 지방 세포가 부족하다는 사실을 발견했습니다. 이는 지방세포가 모낭의 기능을 "보조"하는 역할을 한다는 것을 시사합니다. 항암 화학요법이나 영양 결핍과 같이 모발 성장을 저해하는 요인 또한 피하지방층을 감소시킵니다.

흥미로운 통계:

• • 평균적으로 두피에는 10만 개의 모낭이 있습니다(최대 15만 개).
  • 두피의 평균 모낭 밀도: 어린이의 경우 1cm2당 600개의 모낭, 성인의 경우 1cm2당 250~300개의 모낭.
  • 평생 동안 모낭 하나에서 최대 30개의 머리카락이 자랄 수 있습니다.
  • 일반적으로 머리카락의 약 90%는 성장기이고, 1%는 중간기, 9%는 휴지기입니다.

머리카락

지속적인 모발 성장은 모낭 내부와 진피 유두를 분리하는 유리질 기저막에 위치한 세포의 분열(증식)로 인해 발생합니다. 기저막 분리는 성숙(분화)의 시작을 알리는 신호로 작용하며, 궁극적으로 세포의 사멸로 이어집니다. 성숙된 세포는 점차 핵을 잃고 케라틴으로 채워집니다. 모낭 내부에서 세포가 지속적으로 분열하면서 압력이 발생하고, 케라틴화된 세포는 하루에 약 0.3~0.4mm의 속도로 위쪽으로 이동하게 됩니다. 이를 통해 모발, 더 정확히 말하면 모발 줄기의 성장이 보장됩니다.

• 큐티클은 머리카락을 보호하는 껍질입니다.

모간(표피와 마찬가지로)은 층상 구조를 가지고 있습니다. 가장 바깥층인 큐티클은 6~10겹의 케라틴 비늘이 타일처럼 겹쳐져 있습니다(그림 I-1-3). 비늘은 장방형(두께 0.2~0.4μm, 너비 약 0.3μm, 길이 최대 100μm)이며 지질층으로 연결되어 있습니다. 큐티클의 구조는 각질층과 유사하며, 각질층 역시 케라틴 비늘로 구성되어 있습니다(다만 육각형이라는 다른 모양을 하고 있으며, 지질(피부의 지질 장벽)에 의해 서로 연결되어 있습니다).

• 큐티클은 머리카락에서 가장 강한 부분으로, 머리카락 내부를 보호합니다.

모발이 자라면서 큐티클은 손상되고 점차 파괴되어 피질이 노출됩니다. 큐티클이 파괴된 부위에서는 수분 증발이 증가합니다. 모간은 수분을 잃고 약해지며 정전기가 발생합니다. 이러한 모든 현상은 모발의 미적 특성을 저하시켜 엉키고, 끊어지고, 윤기가 없어지고, 스타일링이 어려워집니다.
큐티클 파괴에는 온도, 자외선, 빗질, 화학 물질(헤어 제품에 포함된 성분 포함)과 같은 외부 요인이 주요한 역할을 합니다.

• 피질은 머리카락의 기계적 특성을 담당하는 층입니다.

큐티클 아래에는 세로줄로 배열된 각질 세포들로 구성된 피질층이 있습니다. 이 층은 모간(hair shaft)에 유연성과 강도를 제공합니다. 피질의 기질 섬유는 단백질로 이루어져 있으며, 황 함유 아미노산인 시스테인이 풍부합니다. 각질화 과정에서 형성되는 이황화 결합은 모간에 특징적인 형태를 부여합니다. 이러한 결합의 수와 위치는 유전적으로 결정되므로, 모발의 형태를 바꾸려면 먼저 이황화 결합을 파괴한 후 새로운 순서로 복원해야 합니다(화학적 컬링 및 스트레이트닝 참조).

• 수질 - 머리카락의 열 절연 특성.

일부 모발의 피질 아래에는 많은 빈 공간이 있는 수질이 있습니다. 동물의 경우 수질이 잘 발달되어 있는데, 모간(hair shaft) 내부에 공기가 있으면 열전도도가 감소합니다. 이러한 모발은 우수한 단열재 역할을 하며 주변 온도 변화로부터 신체를 보호합니다. 사람의 경우 수질은 굵은 모발(특히 흰머리)에 존재합니다.

헤어 배리어 시스템

사람의 머리카락은 표피와 마찬가지로 외부의 유해한 영향으로부터 자신을 보호하는 자체적인 장벽 시스템을 가지고 있습니다. 표피와 머리카락의 장벽 구조는 유사합니다. 가장 큰 유사점은 두 피부의 주요 기능적 부하를 담당하는 것이 지질이라는 점입니다.

모발 표면에 보호막을 형성하고 세척 과정에서 제거되는 피지선 지질 외에도, 모발 내부에는 소위 통합(또는 구조적) 지질이 존재합니다. 이 지질들은 단백질 기질과 공유 결합되어 세포막 복합체(CMC)를 형성하는데, 이는 큐티클 세포와 피질 세포의 접착을 보장할 뿐만 아니라 다양한 물질이 모발 내로 확산되는 것을 막는 장벽 역할을 합니다.

세포막 복합체는 큐티클층과 피질층 세포 사이에 위치합니다. 모발 단면의 전자 회절 패턴을 보면 세포 간 간격이 25~30nm이며, 중앙에 약 15nm 두께의 더 밀도가 높은 층이 뚜렷하게 보이고, 양쪽에는 세포 경계와 직접 접하는 두 개의 덜 밀도가 높은 층이 있습니다. 세포간 물질과 바깥쪽 세포막의 조합을 세포막 복합체라고 합니다. CMC는 섬유를 따라 광범위한 네트워크를 형성하여 세포 간 접착을 보장합니다.

큐티클층 CMC의 지질은 이동성이 높고 외부 요인에 민감하다는 것이 밝혀졌습니다. 화학적 컬링, 자외선 및 기타 외부 요인은 모발의 지질 구성에 심각한 변화를 초래하여 큐티클층에서 CMC가 완전히 사라질 수 있습니다.

흥미로운 사실: 가시광선은 UVA와 UVB보다 CMC를 훨씬 더 많이 파괴합니다. 유멜라닌 색소는 모발 지질을 광화학적 파괴로부터 보호합니다. 밝은 머리카락의 지질은 검은 머리카락의 지질보다 더 빨리 파괴됩니다.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]